作者:方振宇; 金凯; 潘世华; 尹湘源 期刊:《电子世界》 2020年第02期
四旋翼在人们的日常生活中应用的越来越为广泛,它可以广泛的应用于民用、科技和军事领域,但一般的四旋翼具有设计复杂,造价高的特点。本文设计的四旋翼采用STM32F103为主控芯片,系统主要由主控板、机架、MP6050陀螺仪、电机模块、超声波、无线通信等模块组成。四旋翼可以做垂直升降,翻滚,前进后退,左移右移等动作。系统具有成本低,设计合理,具有较好的实用价值。
作者:张瑞 期刊:《自动化与信息工程》 2018年第03期
四旋翼飞行器具有体积小、质量轻、稳定性好等特点,具备广泛的军用和民用应用价值。而飞行器的远程操控模式易受到外部环境因素影响,因此开发一种基于四旋翼飞行器的A主定轨飞行系统,使飞行器在不需要人为操控的情况下A主定轨飞行,有着重要的实用价值和工程意义。基于STM32处理器的Crazeponymini四旋翼,对其硬件组成及四旋翼飞行器飞行原理进行分析;通过获取实时数据并进行姿态解算,对控制量进行PID计算;最后将输出量转化...
作者:付雷; 章政; 余义 期刊:《高技术通讯》 2019年第10期
针对低成本微机电系统(MEMS)惯性测量器件易发散,单一的姿态估计算法存在精度低、抗干扰性弱等问题,提出了一种动态权值共轭梯度法与自适应互补滤波融合的姿态估计算法。该算法在共轭梯度算法中加入动态权值,根据载体运动加速度大小对权值进行动态调整,消除运动加速度对姿态估计的不利影响;将加速度计的输出采用动态权值共轭梯度法估计出姿态四元数,并将其与陀螺仪的输出通过自适应互补滤波算法融合以减小惯性测量单元(IMU)的漂移...
作者:张果; 卢天秀; 曹立佳; 林达 期刊:《电光与控制》 2020年第01期
针对四旋翼飞行器轨迹跟踪控制问题,考虑模型参数不确定的情况,提出了一种基于收缩理论与反步法的四旋翼飞行器自适应控制算法。首先,介绍了基于微分几何的收缩理论并给出了四旋翼飞行器的动力学模型;然后,提出了一种自适应收缩反步控制方法应用于飞行器跟踪期望轨迹;最后,分析了系统的增量稳定性,证明了系统是误差状态收敛的。积分反步(IB)与自适应收缩反步(ACB)的对比实验表明,应用此控制算法的飞行器系统鲁棒性更强,能够精确地...
作者:王辉; 王建辉; 刘红霞; 费致根; 张九江 期刊:《电光与控制》 2020年第01期
针对四旋翼飞行器传统PID控制系统存在的响应慢、抗干扰能力差、超调较大等问题,将模型算法控制(MAC)引入传统PID控制系统,以改善控制系统的动静态性能。将不完全微分PID控制器与MAC控制器相结合,构成串级闭环控制系统:将不完全微分PID控制器作为内环控制,实现对横滚角和俯仰角的姿态控制;将MAC作为外环控制,实现对位置以及偏航角的控制。仿真结果表明该方法与传统PID控制相比,其超调量小、响应速度快、响应曲线平滑。
作者:田睿; 孙迪飞 期刊:《电子技术应用》 2019年第12期
针对四旋翼飞行器运动复杂控制难的问题,建立了四旋翼物理数学模型。分析了当前几种姿态解算方案的不足,选用四元数姿态解算方案,消除了运算中的转动不可交换性误差。根据下一时刻角度数据的可预测性,设计了卡尔曼滤波器以滤去电机高速运转带来的机体高频震荡、环境电磁干扰及温漂带来的干扰噪声信号。设计了微控制系统电路,构建了串级PID调节器,使系统恢复到平衡位置的角速度与角度成正比,解决了大角度误差带来的震荡及小角度误差...
作者:段淑霞; 段争光 期刊:《电子世界》 2019年第22期
针对四旋翼飞行器的姿态估计问题,提出了一种自适应衰减记忆无迹卡尔曼滤波算法.利用四元数法完成姿态解算,同时为了抑制陀螺仪漂移导致的姿态误差,将陀螺仪的漂移输出扩增为状态变量的一部分,并以姿态角作为量测变量,建立滤波模型.在UKF算法的基础上引入衰减记忆滤波和自适应算法,解决了系统模型受到异常干扰时的精度下降问题,改善了滤波发散,提高了系统的鲁棒性和稳定性.仿真结果表明,与传统的UKF算法相比,该算法能有效地提高飞...
作者:潘澳; 谢欣秀; 李天鹰 期刊:《数字技术与应用》 2019年第11期
此设计的四旋翼飞行器由STM32f407VG作为主控制器,控制上采用PID算法,PID调试过程是通过调试软件调节P、I、D的值使飞行器的稳定性、快速响应速度和稳态精度达到要求的范围,最终使系统达到最优状态。
作者:曹鲁成; 何晋; 李珂; 苏颖; 晋春杰 期刊:《现代电子技术》 2019年第24期
四旋翼飞行器具有机械结构简单、成本低、事故率低、重量轻等优点,因此应用前景广泛。文章以Arduino Mega2560单片机为核心控制器设计一架小型四旋翼飞行器。首先,通过主控制器、惯性测量单元、遥控通信模块、电源与驱动模块完成系统的硬件结构设计。其次,采用卡尔曼滤波来消除干扰,以及利用四元数算法解算出飞行姿态角控制电机的转速,并通过双闭环串级PID控制来调节飞行器的平衡性。最后采用C语言编写控制程序,软硬件联机调试并进...
作者:郝学晟; 周国平 期刊:《农机化研究》 2020年第08期
针对四旋翼植物保护无人机(植保机)高度控制不精确的问题,提出一种神经网络与重力补偿PD控制器相结合的控制策略。由于农药的喷洒,植保机的质量参数不断减小,传统的控制器缺乏自适应能力,无法精确地控制飞行高度。为此,采用误差反向传播(BP)神经网络估计植保机当前的总质量,给出精确的重力补偿值并与PD控制器共同作用控制植保机的飞行高度,提高系统对质量变化的自适应能力。与常用的高度控制方法相比,该控制方法对主要扰动的抑制更...
作者:谢伟; 徐建国; 薛慧慧 期刊:《智能机器人》 2013年第01期
针对现有四旋翼无人飞行器控制系统存在鲁棒性差、姿态角度解算精度不高、控制精度低等问题。本文从工程实际出发,设计并实现了一种基于STM32的微型飞行控制器。该控制器采用模块化方法设计,包括主控、惯性测量、执行驱动等模块。设计出一种飞行姿态解算方法,提高了姿态角解算的精度和实时性。实现了对四旋翼飞行器起降和飞行的可靠控制。
作者:郭萧; 王福平; 祝玲; 叶丽荣 期刊:《信息技术与网络安全》 2014年第20期
四旋翼飞行器的制作与研究日渐火热,而且其应用价值日渐凸显,当今四旋翼飞行器大都使用飞控板控制,其优点是操作简单,稳定性比较好,但很多的复杂功能无法自定义,仅仅能使用其固有的动作。源于市面上飞控板的这一不足,设计了具有自主特色的控制思路,重点讲解在研究过程中的角度平衡的数据处理思路与方法。
四旋翼飞行器目前在城市中普遍应用,但在城市环境中操控四旋翼飞行器,必须严格保证其飞行安全。文章阐述了关于四旋翼飞行器操控问题的需求背景和飞行器系统的组成与飞行原理,通过分析四旋翼飞行器的两种操控方式,从飞行前航路规划、飞行中实时监控、紧急情况人工切换三个方面提出了面向城市环境的四旋翼飞行器的安全操控要求。
作者:贾冕茜; 王茂琦; 蒋玲; 高艳 期刊:《计算机产品与流通》 2017年第12期
本文设计了一种基于STM32F103RCT6的小型四旋翼飞行器,利用手机通过蓝牙通信做地面遥控,通过MPU6050传感器采集飞行器飞行姿态信息,并利用DMP进行姿态解算进而得到四旋翼飞行器的姿态角,STM32对姿态角经过串级PID双闭环控制算法,输出PWM信号实现对四个无刷直流电机调速,使飞行器做相应运动调节飞行器姿态。最后根据匿名四轴仿真对比和实物多次飞行实验验证,本系统方案具有控制精度高、系统稳定、易操作和成本低等特点。
针对四旋翼飞行器模型前驱动,多耦合的问题,提出了一种基于自适应动态面的控制方法。该方法用一阶线性滤波器来估计虚拟控制信号的导数,显著简化了控制器的设计过程。此外,并基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了轨迹跟踪误差半全局一致最终有界。最后通过仿真实验进一步证实了该方法的有效性和可行性。
作者:汪琳阁; 罗贵友; 沙连帅; 胡子豪 期刊:《中国战略新兴产业》 2018年第4X期
近年来,随着我国经济的快速发展,工业化水平迅速提升,同时也带来了诸多环境问题。然而人们对环境的监测力度还需大力提升,现在对环境的监测任务主要靠地面观测站和环境监测卫星完成,这两种方式并不适合对复杂环境的监测,而且灵活性较差。基于四旋翼飞行器的环境参数监测系统以四旋翼飞行器为载体,机体上挂载了多种测量环境参数的传感器,测量信息通过无线传输模块发送给地面站,并显示在计算机上,利用四旋翼飞行器的灵活性实现了对复...
作者:王叶南; 陈志麟; 李振华 期刊:《电子技术与软件工程》 2019年第01期
针对四旋翼飞行器定点悬停控制不稳定,硬件组成复杂的问题,提出一种采用双光流传感器结合Harris角点检测算法控制四旋翼飞行器定点悬停的方法。该方法采用两个型号相同的光流传感器水平置于飞行器下方,由双光流传感器作为图像信息采集系统,将Harris角点检测算法应用到采集的图像信息中,计算两图像信息重叠区域,从而确定四旋翼飞行器的高度,选择其中一个光流传感器根据参考角点获取水平位置信息,最后采用PID控制算法以达到精确的定...
作者:郭世旭; 陈明 期刊:《辽宁科技大学学报》 2018年第03期
本文设计一款可在低空区间(对地高度0.3~5m)保持指定高度飞行的简易四旋翼飞行器。控制器采用STM32F103RCT6单片机,通过惯性测量单元集成的数字传感器MPU6050和超声波测距模块分别测量得到飞行器的姿态角信息和飞行器对地高度,从而实现近地定高飞行目的。该四旋翼飞行器体积小、飞行灵活、有一定的运载能力,且成本低廉易于实现,该设计为室内等狭小空间的探测提供了理想平台。
四旋翼自主飞行器以瑞萨单片机为控制核心, 采用四个直流电机作为四个旋翼飞行的直接动力源, 旋翼对称分布在机体的前后、 左右四个方向, 并且处于一个高度平面, 四个旋翼的结构和半径都相同, 采用高精度的陀螺加速度计MPU6050 来控制飞行器的稳定性.整个系统主要运用到了超声波传感器、 激光传感器来实现该实验的设计要求和功能.设计中应用了PPM控制方法、 PID 算法、 平滑滤波等, 使飞行器实现在一定区域内一键式起飞, 稳定飞行,...
作者:张保定; 郭帅童 期刊:《测控技术》 2018年第12期
在对当前空气质量检测设备研究的基础上,提出了一种基于四旋翼飞行器的空气质量参数检测仪设计方案,可解决目前的空气质量参数检测仪在一些特殊场合使用受限的问题.首先详细论述系统设计方案,然后通过实验进行验证.方案以STM32F103RBT6为主控芯片,利用温湿度检测传感器、VOC检测传感器、激光粉尘检测传感器、气压传感器以及无线传输模块对待测点的空气质量进行检测和数据传输。通过实验,证明了方案的可行性,且该方案在大气污染治理...