Hex-Rotor无人飞行器及其飞行控制系统设计 被引量：15

1

作者 宫勋 白越 +3 位作者 赵常均 高庆嘉 彭程 田彦涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2450-2458,共9页

提出了一种Hex-Rotor无人飞行器以克服现有多旋翼飞行器的欠驱动和强耦合特性对其飞行控制效果的影响,利用6个旋翼独特的结构配置来保证飞行器独立控制空间六自由度的能力。介绍了这种新型飞行器的结构特点并建立其动力学模型,引入滤波... 提出了一种Hex-Rotor无人飞行器以克服现有多旋翼飞行器的欠驱动和强耦合特性对其飞行控制效果的影响,利用6个旋翼独特的结构配置来保证飞行器独立控制空间六自由度的能力。介绍了这种新型飞行器的结构特点并建立其动力学模型,引入滤波反步法与自抗扰算法设计了具有双环并行结构的飞行控制系统,在数字仿真中实现了飞行器的空间六自由度独立控制并克服了未知外部扰动以及模型不确定性带来的影响。结果显示,原型机试飞实验中,飞行器的水平位移跟踪误差不超过±4m,高度误差不超过±3m,姿态角误差不超过±0.05rad,均保持在传感器的测量误差范围内,飞行器较为准确地跟踪了期望指令。仿真和实验结果证明了该新型Hex-Rotor飞行器具有期望的六自由度独立控制能力,建立的数学模型准确,设计的飞行控制系统能够实现轨迹与姿态跟踪飞行。 展开更多

关键词 多旋翼飞行器 滤波反步法 自抗扰技术 双环并行结构

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多旋翼无人机施药防治甘蔗绵蚜的研究 被引量：6

2

作者 龚恒亮 孙东磊 +3 位作者 陈立君 卢颖林 赵欢欢 安玉兴 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期687-693,共7页

本文报道了应用多旋翼无人机喷施农药防治甘蔗绵蚜Ceratovacuna lanigera Zehntner大爆发的研究。作者根据甘蔗绵蚜大爆发的特点,应用多旋翼无人机进行飞防试验;并根据多旋翼无人机施药特点,自行研究了2种微胶囊杀虫剂ALV-1501和ALV-15... 本文报道了应用多旋翼无人机喷施农药防治甘蔗绵蚜Ceratovacuna lanigera Zehntner大爆发的研究。作者根据甘蔗绵蚜大爆发的特点,应用多旋翼无人机进行飞防试验;并根据多旋翼无人机施药特点,自行研究了2种微胶囊杀虫剂ALV-1501和ALV-1502,以及2种喷雾助剂SPA-01和SPA-02,进行防治蚜虫试验。试验结果显示:ALV-1501剂量2.25 L/hm2,药后1 d防治效果为60.02%,药后5 d为54.14%,ALV-1502剂量2.1 L/hm2,药后1d和5 d的防治效果分别为76.35%和81.35%。ALV-1501中分别添加0.6 L/hm2SPA-01和SPA-02,防治效果分别比单用提高1.42-1.47倍和1.16-1.45倍;ALV-1502中分别添加0.6 L/hm2SPA-01和SPA-02,防治效果分别比单用时提高1.23-1.25倍和1.15-1.16倍。3 m/s、5 m/s和8 m/s 3个飞行速度试验,对绵蚜的防治效果分别为:99.72%-99.97%、81.6%-99.81%和63.52%-68.77%。 展开更多

关键词 多旋翼无人机 甘蔗 绵蚜 药剂 喷雾助剂

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基于RBFNN和回馈递推的新型多旋翼飞行器控制 被引量：4

3

作者 杨成顺 杨忠 +2 位作者 葛乐 黄宵宁 张强 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期301-310,共10页

研究了新型多旋翼飞行器的建模与轨迹跟踪控制.建立了非线性运动学和动力学模型,并提出基于全调节径向基神经网络和回馈递推的鲁棒自适应轨迹跟踪控制策略.首先设计了飞行器的位置误差PID控制器,用于实时消除飞行轨迹与期望轨迹的偏差,... 研究了新型多旋翼飞行器的建模与轨迹跟踪控制.建立了非线性运动学和动力学模型,并提出基于全调节径向基神经网络和回馈递推的鲁棒自适应轨迹跟踪控制策略.首先设计了飞行器的位置误差PID控制器,用于实时消除飞行轨迹与期望轨迹的偏差,并为姿态控制环构建姿态角指令.采用全调节径向基神经网络估计飞行器动力学模型中的复合干扰,为避免回馈递推控制器设计过程中对虚拟控制信号的繁琐求导运算,减小对解析模型的依赖度,设计了一种基于指令滤波回馈递推的飞行器姿态控制器.该设计方法通过滤波器而非直接用解析方法对虚拟控制信号求导,大大简化了控制器的设计过程,节省了控制能量.仿真实验表明所提出的轨迹跟踪策略的正确性和有效性. 展开更多

关键词 多旋翼飞行器 鲁棒自适应 神经网络 指令滤波 回馈递推

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一种无人多旋翼喷雾飞行器的设计 被引量：6

4

作者 刘浩蓬 龙长江 +2 位作者 胡奔 王坤殿 潘海兵 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期140-144,共5页

鉴于南方田块小、分布散、不适合使用大型机械等特点,根据植保飞行作业的负载要求,设计制作了一种用于农田喷雾作业、负载10 kg的多旋翼飞行器。飞行器机架采用全碳纤维结构,连接部分采用硬化铝材。通过农田试验对设计方案的可行性进行... 鉴于南方田块小、分布散、不适合使用大型机械等特点,根据植保飞行作业的负载要求,设计制作了一种用于农田喷雾作业、负载10 kg的多旋翼飞行器。飞行器机架采用全碳纤维结构,连接部分采用硬化铝材。通过农田试验对设计方案的可行性进行验证,结果表明,飞行器整体结构稳定,性能可靠,在满载的条件下可持续作业15 min左右,作业效率高而劳动强度低。 展开更多

关键词 植保装备 喷雾作业 多旋翼飞行器 无人飞行器 电动飞行器 农业航空装备

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一种新型多旋翼飞行器的建模与反演控制 被引量：8

5

作者 杨成顺 杨忠 张强 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第1期52-58,共7页

针对目前多旋翼飞行器存在控制系统可靠性不足、载重量小、抗风性差等缺陷,提出一种外形布局新颖、内部结构简洁、具有硬件冗余且易于工程实现的新型多旋翼飞行器方案。建立了飞行器的非线性运动学和动力学模型,并从飞行器的物理特性角... 针对目前多旋翼飞行器存在控制系统可靠性不足、载重量小、抗风性差等缺陷,提出一种外形布局新颖、内部结构简洁、具有硬件冗余且易于工程实现的新型多旋翼飞行器方案。建立了飞行器的非线性运动学和动力学模型,并从飞行器的物理特性角度出发,设计了一种易于工程实现且可保证系统的稳定以及良好轨迹跟踪性能的反演控制策略,仿真实验结果验证了该策略的正确性和有效性。 展开更多

关键词 多旋翼飞行器 建模 硬件冗余 反演控制

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基于气压高度计的多旋翼飞行器高度控制 被引量：4

6

作者 王伟 周勇 +3 位作者 王峰 程勇 宋昱泽 野波健藏 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第4期614-617,共4页

洪水、台风、地震等自然灾害发生时,微小型无人机可以涉足到危险区域及时精确的获取灾区的受灾信息,在必要的时候甚至能够进入到狭窄的空间内部来收集情报。一方面可以为灾后救援提供有力的帮助,同时还可以避免发生灾后次生灾害。以自... 洪水、台风、地震等自然灾害发生时,微小型无人机可以涉足到危险区域及时精确的获取灾区的受灾信息,在必要的时候甚至能够进入到狭窄的空间内部来收集情报。一方面可以为灾后救援提供有力的帮助,同时还可以避免发生灾后次生灾害。以自行开发的6旋翼飞行器为控制对象,以实现飞行器的高度方向自主飞行为目的,首先介绍了飞行器的构造、飞行原理及嵌入式控制系统,然后针对微小型多旋翼飞行器的高度控制,提出了使用高度气压计与加速度相结合的测量手法,代替GPS传感器来测量飞行器的飞行高度。并对飞行器的高度自由度进行数学建模,运用最优控制的理论来设计控制器。针对无法观测的状态量,设计了卡尔曼滤波器来进行推测。通过实验验证了设计的控制器的稳定性与追踪性。 展开更多

关键词 多旋翼飞行器 姿态角控制 最优控制 卡尔曼滤波器

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基于STM32的多旋翼送餐飞行器研究 被引量：4

7

作者 唐源 杨可晗 +2 位作者 朱望纯 陈忠岂 朱天怡 《电子测量技术》 2017年第1期137-141,共5页

针对传统餐饮业中送餐方式的单一化、机械化等问题,以STM32F427微处理器为核心,设计并实现了以多旋翼飞行器为平台的智能餐饮配送系统。为提高送餐过程的安全性与可靠性,飞行器的稳定飞行是最基本的条件与保障。采用基于MEMS传感器的航... 针对传统餐饮业中送餐方式的单一化、机械化等问题,以STM32F427微处理器为核心,设计并实现了以多旋翼飞行器为平台的智能餐饮配送系统。为提高送餐过程的安全性与可靠性,飞行器的稳定飞行是最基本的条件与保障。采用基于MEMS传感器的航姿参考系统(AHRS)进行飞行器姿态的测量,采用四元数坐标换算,将陀螺仪、加速度计和磁罗盘三者数据进行融合,并用互补滤波算法对姿态数据进行修正。实际测试结果表明,该飞行控制系统精度较好,能够满足送餐过程中对安全性与可靠性的要求。 展开更多

关键词 多旋翼飞行器 MEMS 航姿参考系统 四元数 互补滤波

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小型多旋翼飞行器悬停效率分析 被引量：5

8

作者 雷瑶 林荣钊 吴智泉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1323-1328,共6页

多旋翼的不同配置方式直接影响着小型飞行器整机悬停效率。为了得到不同气动参数下多旋翼系统的悬停效率,通过搭建试验平台测量了多旋翼系统在不同的旋翼位置、桨叶数量、旋翼臂形状尺寸、共轴间距、非共轴旋翼重叠区域时的推力和功耗,... 多旋翼的不同配置方式直接影响着小型飞行器整机悬停效率。为了得到不同气动参数下多旋翼系统的悬停效率,通过搭建试验平台测量了多旋翼系统在不同的旋翼位置、桨叶数量、旋翼臂形状尺寸、共轴间距、非共轴旋翼重叠区域时的推力和功耗,分析了不同旋翼配置方式下整机悬停效率随桨盘载荷的变化规律。试验结果表明:旋翼桨叶数为2且在旋翼下置时多旋翼飞行器的悬停效率最高;旋翼臂尺寸比形状对悬停效率的影响更大;不同间距比的共轴旋翼在桨盘载荷较高时可以接近无干扰单旋翼的效率,且在间距比为30. 4%时具有较高的悬停效率;通过合理配置非共轴重叠区域的竖直间距比和水平间距比可以有效降低能量损失,且在较小竖直间距比时将水平间距比保持在10%~15%的范围可以大幅度提高悬停效率。 展开更多

关键词 多旋翼飞行器 螺旋桨 旋翼臂 共轴间距 重叠区域 悬停效率

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煤矿井下多旋翼飞行器避障控制方法研究 被引量：3

9

作者 郭爱军 王妙云 +4 位作者 马宏伟 张旭辉 薛旭升 杜昱阳 张超 《工矿自动化》 北大核心 2022年第12期93-100,共8页

多旋翼飞行器以其机械结构简单、可悬停和多方向飞行的优点,在煤矿井下生产巡检方面具有良好的应用前景。但多旋翼飞行器移动速度较快,飞行时易受外界各种因素的影响,难以建立精确的数学模型,使得飞行控制算法的设计较为复杂,现有基于... 多旋翼飞行器以其机械结构简单、可悬停和多方向飞行的优点,在煤矿井下生产巡检方面具有良好的应用前景。但多旋翼飞行器移动速度较快,飞行时易受外界各种因素的影响,难以建立精确的数学模型,使得飞行控制算法的设计较为复杂,现有基于激光雷达的同步定位与地图构建方法难以满足多旋翼飞行器快速飞行的实时性要求。针对上述问题,研究了一种利用虚拟远程操控技术对煤矿井下多旋翼飞行器进行避障的控制方法。构建了煤矿井下巷道多旋翼飞行器虚拟远程操控系统,根据煤矿巷道初始信息在虚拟远程操控系统中建立虚拟巷道模型及全局导航地图,获得飞行器移动过程中已知的静态障碍物信息,建立已知的静态环境模型,减少多旋翼飞行器运动过程中对环境感知建模的任务量,提高虚拟远程操控的运行效率。在巡检过程中,多旋翼飞行器通过自身携带的传感设备检测移动方向的动态障碍物信息,虚拟远程操控系统将动态障碍物信息实时重建于初始虚拟巷道模型中,对虚拟环境状态进行实时更新,为飞行器局部避障控制提供可靠的环境依据;虚拟远程操控系统通过读取障碍物与飞行器的位置数据和移动速度信息,采用复合虚拟势场(CVFF)避障控制算法进行避障路径规划,如果检测到前方障碍物对飞行器移动产生较大威胁,远程操控人员可根据规划的避障路径对飞行器进行远程干预,实现了自主避障飞行和人为远程干预控制。为提高飞行器对动态障碍物的感知效率和精度,在虚拟势场(VFF)算法的基础上引入飞行器与障碍物、目标点之间的相对速度影响,提出了一种CVFF避障控制算法。从静态和动态障碍物避障路径2个方面对CVFF避障控制算法进行仿真验证,结果表明:静态情况下,相比VFF算法,CVFF避障控制算法在减少了迭代次数的同时,也缩短了飞行器的轨迹长度;动态情况下,飞行器成功避开了提前设定的2个动态障碍物,顺利到达设定目标点,验证了采用CVFF算法的煤矿井下多旋翼飞行器避障控制方法的有效性。 展开更多

关键词 煤矿安全巡检 多旋翼飞行器 自主避障 复合虚拟势场避障控制算法 虚拟远程操控 静态障碍物 动态障碍物

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基于无人机的复杂地貌上空风场实测研究 被引量：5

10

作者 吴红华 张亮 +2 位作者 冯豪 胡昊辉 李正农 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期92-103,共12页

本文研究了利用多旋翼无人机搭载风速风向测量设备对不同地貌上空平面风场实测分析的方法。以北京市延庆区某试验基地内的测风塔为参考,首先对无人机测风准确性进行研究,其次取相同时间段内测风塔与不同测点位置无人机的实测风速风向数... 本文研究了利用多旋翼无人机搭载风速风向测量设备对不同地貌上空平面风场实测分析的方法。以北京市延庆区某试验基地内的测风塔为参考,首先对无人机测风准确性进行研究,其次取相同时间段内测风塔与不同测点位置无人机的实测风速风向数据进行正交分解处理,分析得到无人机和测风塔风速、湍流度的相互比值关系,通过测风塔数据和比值关系,可以推知空中不同测点的风速和风向数据,进而获得复杂地貌影响下的上空风场状况。实测结果表明:修正后无人机平均风速、平均风向与测风塔相比误差较小,无人机测量得到湍流度较测风塔更大,通过滑动平均法可以一定程度上减小无人机测得的湍流度;空中平面风场状况受地貌影响较大,复杂地貌上空风场波动更大。通过现场实测,初步验证了应用多旋翼无人机搭载风速仪在不同地貌上空实现空中平面风场测量的可行性,可为局部区域风场测量、风电场微观选址等提供新思路和新方法。 展开更多

关键词 多旋翼无人机 风速风向 风场 现场实测 复杂地貌

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多旋翼喷雾无人飞行器的设计和试验研究 被引量：2

11

作者 胡彩旗 邵明赫 +3 位作者 王存鹏 陈大伟 兰玉彬 王正田 《农机化研究》 北大核心 2019年第3期118-123,共6页

为了满足田间植保及科研需求,根据作业所需的一般负载要求,提出了一种针对多旋翼无人植保飞行器设计和验证机器效果的方法,并制作了用于农田喷雾施药作业的多旋翼无人飞行器。该飞行器主结构采用全碳纤维板,连接部分采用硬化铝材,作业... 为了满足田间植保及科研需求,根据作业所需的一般负载要求,提出了一种针对多旋翼无人植保飞行器设计和验证机器效果的方法,并制作了用于农田喷雾施药作业的多旋翼无人飞行器。该飞行器主结构采用全碳纤维板,连接部分采用硬化铝材,作业机构由压力回流型隔膜泵和高压力雾化喷头组成。通过参数分析验证了设计的可行性,后经过机体飞行稳定性试验、实际田间作业效果试验对方案的可行性进行了实际检验。结果表明:飞行器整体结构稳定,性能可靠,在满载的条件下可持续作业10~15min,作业效率高而人工劳动强度低,符合应用的要求,为此类飞行器的设计提供了一种切实可行的方法。 展开更多

关键词 植保装备 多旋翼飞行器 雾化喷洒作业 雾滴沉积

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电动多旋翼飞行器的特点及其在农业中的应用 被引量：21

12

作者 张伟 余晓伟 余泳昌 《现代农业科技》 2014年第13期215-216,218,共3页

介绍了多旋翼飞行器及其特点,从农田信息采集和植保方面探讨了其在农业中的应用,并从政策、科研和技术层面提出了开发建议。

关键词 多旋翼飞行器 无人机 特点 精准农业 信息采集 植保 应用

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无人倾转旋翼飞行器冗余操纵控制策略设计 被引量：8

13

作者 夏青元 徐锦法 +1 位作者 张梁 金开保 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期121-128,共8页

根据所建立的无人倾转旋翼飞行器飞行动力学模型配平和小扰动线性化处理结果分析了不同飞行模式下的操纵效率,应用多目标非线性控制方法的目标优化函数性能指标得到了操纵效率矩阵系数,设计了一套实用的舵面驱动分配策略,实现了飞行器... 根据所建立的无人倾转旋翼飞行器飞行动力学模型配平和小扰动线性化处理结果分析了不同飞行模式下的操纵效率,应用多目标非线性控制方法的目标优化函数性能指标得到了操纵效率矩阵系数,设计了一套实用的舵面驱动分配策略,实现了飞行器全模式飞行,解决了飞行控制随飞行模式变化所要求的操纵冗余问题.采用所提出的操纵分配策略可使飞行控制器统一设计,无需按不同飞行模式设计控制器,有效降低了飞行控制器的设计难度.给出了一个全模式飞行仿真样例,运用线性PID控制器实现了稳定飞行控制.利用倾转旋翼飞行器飞行动力学模型仿真验证了操纵分配策略的有效性. 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 控制分配 多目标优化 操纵策略 飞行控制 仿真验证 操纵导数

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多旋翼农业植保机的设计 被引量：2

14

作者 吴伟涛 《安徽农业科学》 CAS 2020年第4期210-211,216,共3页

由于多旋翼植保机具有垂直起降、操作方便、机动灵活等特点,被广泛应用到多个领域,在农业生产中已被应用到实地勘察、航拍、气象监控、农药喷洒等方面。通过对多旋翼农业植保飞行器结构和关键技术的分析与设计,通过对机身关键参数计算... 由于多旋翼植保机具有垂直起降、操作方便、机动灵活等特点,被广泛应用到多个领域,在农业生产中已被应用到实地勘察、航拍、气象监控、农药喷洒等方面。通过对多旋翼农业植保飞行器结构和关键技术的分析与设计,通过对机身关键参数计算、飞行姿态设计与实践、电气控制结构设计的研究,设计了一种基于大疆飞控为核心控制单元,碳纤维机身,性价比高、制作方便的六旋翼无人农业植保机。 展开更多

关键词 多旋翼 植保机 结构 大疆飞控

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基于多旋翼自主飞行器的农药喷洒系统设计

15

作者 唐中一 刘永康 李通 《湖北农业科学》 2017年第10期1953-1955,1959,共4页

应用STM32F103ARM芯片作为核心处理器,设计了一种基于多旋翼自主飞行器的农药喷洒系统。与目前所见的多旋翼飞行器相比,增加自主飞行模式,解决遥控操作失误和通信失联的问题。系统利用GPS信号完成目标定位,气压计实现高度测定,通过磁力... 应用STM32F103ARM芯片作为核心处理器,设计了一种基于多旋翼自主飞行器的农药喷洒系统。与目前所见的多旋翼飞行器相比,增加自主飞行模式,解决遥控操作失误和通信失联的问题。系统利用GPS信号完成目标定位,气压计实现高度测定,通过磁力计解决飞行航向问题,系统采用CC2430可实现遥控介入。 展开更多

关键词 处理器 多旋翼 磁力计 CC2430

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一种基于STM32的机载惯性稳定云台的设计 被引量：5

16

作者 王日俊 曾志强 +3 位作者 党长营 段能全 杜文华 王俊元 《现代电子技术》 北大核心 2018年第12期145-148,152,共5页

为了使多旋翼无人飞行器在飞行过程中获取的机载视频图像清晰且稳定,设计一种基于STM32和自适应互补滤波算法的机载惯性稳定云台。该云台利用自适应互补滤波对俯仰、滚转和偏航三个通道上的姿态信息进行融合,实时驱动直流无刷电机进行... 为了使多旋翼无人飞行器在飞行过程中获取的机载视频图像清晰且稳定,设计一种基于STM32和自适应互补滤波算法的机载惯性稳定云台。该云台利用自适应互补滤波对俯仰、滚转和偏航三个通道上的姿态信息进行融合,实时驱动直流无刷电机进行机载云台的姿态调整,保持机载云台在惯性空间中的稳定性。实验结果表明,视轴稳定精度达到0.26 mrad,满足多旋翼无人飞行器的应用需求。 展开更多

关键词 多旋翼无人飞行器 STM32 自适应互补滤波 机载云台 MEMS传感器 视轴稳定

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可变结构小型多旋翼无人飞行器的设计 被引量：2

17

作者 汪亚真 刘明 +1 位作者 王成军 王冲 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第4期186-189,共4页

针对现有的四旋翼直升机存在飞行速度低、航程短等问题,综合考虑了四旋翼可以垂直起降和固定翼能够长距离航行的特点,提出一种在四旋翼的基础上添加一对固定翼和涡扇推力电机的变结构无人飞行器,并给出三维建模;在水平飞行时机身两侧的... 针对现有的四旋翼直升机存在飞行速度低、航程短等问题,综合考虑了四旋翼可以垂直起降和固定翼能够长距离航行的特点,提出一种在四旋翼的基础上添加一对固定翼和涡扇推力电机的变结构无人飞行器,并给出三维建模;在水平飞行时机身两侧的双涵道涡扇和机翼共同向前倾斜以产生向后的推力和向上的升力。开发出该变结构无人飞行器样机,对飞行器固定翼进行流固耦合力学仿真分析,最后对变结构飞行器动力学建模。固定翼的单向流固耦合计算结果显示,设计的机翼升力满足设计要求。从截面翼型位置上分析有一定意义,证明最大应力并非在翼型的前缘或后缘,而是在上表面,同时也验证了CLARK Y翼面形状产生的升力在飞行过程中起主要作用。 展开更多

关键词 变结构 无人飞行器 四旋翼 固定翼 设计

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改进型自适应无迹卡尔曼姿态算法 被引量：6

18

作者 侯江宽 马珺 贾华宇 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1518-1524,共7页

提出了一种改进型自适应无迹卡尔曼滤波姿态算法,能够有效的解决MEMS陀螺仪的漂移和噪声问题,同时减小运动加速度对加速度计的影响。将改进的自适应Sage-Husa算法与无迹卡尔曼滤波器相结合,使量测噪声统计特性在线更新,提高系统的抗干... 提出了一种改进型自适应无迹卡尔曼滤波姿态算法,能够有效的解决MEMS陀螺仪的漂移和噪声问题,同时减小运动加速度对加速度计的影响。将改进的自适应Sage-Husa算法与无迹卡尔曼滤波器相结合,使量测噪声统计特性在线更新,提高系统的抗干扰能力,避免扩展卡尔曼滤波的线性化误差,可以得到精确的全姿态角。每次迭代只更新3个欧拉角,提高了系统的解算速度。飞行实验和分析表明:改进算法能够有效的提高姿态解算精度,收敛速度快,自适应能力强,稳定可靠,具有较强的鲁棒性,在干扰消失时能够快速得到准确姿态角。 展开更多

关键词 传感器 姿态解算 无迹卡尔曼滤波器 自适应Sage-Husa算法 多旋翼飞行器

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基于扩展Kalman滤波的姿态信息融合方法研究 被引量：39

19

作者 卢艳军 陈雨荻 +1 位作者 张晓东 张太宁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期281-288,共8页

在磁干扰环境下,基于四元数扩展Kalman滤波(EKF)使用磁力计修正多旋翼飞行器航向,会使姿态和航向估计产生偏差。为了消除磁干扰在四元数中对姿态角的影响以及减小多旋翼飞行器航向偏差,提出基于扩展Kalman滤波分别估计姿态与航向信息,... 在磁干扰环境下,基于四元数扩展Kalman滤波(EKF)使用磁力计修正多旋翼飞行器航向,会使姿态和航向估计产生偏差。为了消除磁干扰在四元数中对姿态角的影响以及减小多旋翼飞行器航向偏差,提出基于扩展Kalman滤波分别估计姿态与航向信息,根据地磁场的磁感应强度和地磁场与重力之间的夹角建立可调节测量噪声方差矩阵,自适应修正多旋翼飞行器航向的方法。同时,为了进一步提高姿态估计精度,建立传感器数据输出模型并使用三维转台进行标定。最后,基于自主研发的飞控系统进行试验,试验结果表明:该方法在磁干扰环境下能为多旋翼飞行器提供精准的姿态信息,提高抗磁干扰性能。 展开更多

关键词 磁力计 扩展Kalman滤波 多旋翼飞行器 姿态估计 传感器标定

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基于串级PID的多旋翼精确定点悬停控制研究 被引量：7

20

作者 赵洁 陈至坤 张瑞成 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第8期17-20,30,共5页

针对多旋翼飞行器的精准定点及稳定悬停控制问题,采用串级PID控制算法设计位姿控制器对多旋翼的位置和姿态进行控制。对多旋翼进行运动学及动力学分析,建立数学模型,并对所建模型进行分析再建立控制分配模型。为了简化控制器设计,将控... 针对多旋翼飞行器的精准定点及稳定悬停控制问题,采用串级PID控制算法设计位姿控制器对多旋翼的位置和姿态进行控制。对多旋翼进行运动学及动力学分析,建立数学模型,并对所建模型进行分析再建立控制分配模型。为了简化控制器设计,将控制器分为位姿控制器和控制分配器两部分进行设计,改变控制分配器可以实现对不同旋翼的飞行控制,具有更广的适用性。仿真结果表明,多旋翼无人机具有较快的响应速度,垂直起飞和平飞两个阶段衔接紧密,能够准确到达给定目标位置并进行稳定悬停。 展开更多

关键词 串级PID控制 控制分配 定点悬停 多旋翼飞行器

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