针对四轴飞行器飞行性能不稳定和惯性测量单元(IMU)易受干扰、存在漂移等问题,利用惯性传感器MPU6050采集实时数据,以经典互补滤波为基础,提出一种可以自适应补偿系数的互补滤波算法,该算法在低通滤波环节加入PI控制器,依据陀螺仪测得的角速度实时调节PI控制器补偿系数。飞行器姿态控制系统采用双闭环PID控制方法,姿态解算的欧拉角作为系统外环,陀螺仪角速度作为系统内环。最后,搭建以NI my RIO为核心控制器的四轴飞行器,通过Lab VIEW实现算法和仿真,实验结果表明,自适应互补滤波算法可以准确解算姿态信息,双闭环PID控制超调量小、反应灵敏,控制系统基本满足飞行要求。
标签： mpu6050 互补滤波 四旋翼飞控系统 双闭环PID LabVIEW语言
上传时间： 2022-06-13
上传用户：bluedrops
四轴起飞时，发出触发信号使导航模块开始工作，同时读取ICM20602的加速度计、陀螺仪数据，对数据卡尔曼滤波后姿态解算，对角度与角速度采取串级PID调节。控制系统算法设计主要有ICM20602滤波算法，姿态解算算法、串级PID控制算法和定高部分控制算法。碍于篇幅所限，下面介绍最重要的串级PID控制算法和定高部分控制算法。地理坐标系中重力的水平分量为零，仅用三轴陀螺仪和三轴加速度计无法计算出航向角，由于巡线机器人保持稳定飞行只需要横滚角（roll）和俯仰角（pitch），所以四元数转换成欧拉角。定高控制算法采用的是增量式PID控制，定高控制的输出最后与姿态控制的输出叠加到四个电机的控制中。数据滤波使用的是低通滤波，采用近三次的平均值。为了防止姿态对激光测距的影响及减小高度控制对姿态控制的干扰使用欧拉角来校正高度值，即Hight=(float)Hight*(cos(roll)* cos(pitch))。将四元数转换后的欧拉角与陀螺仪测出来的角速度进行串级PID控制，其中欧拉角作为外环，角速度作为内环。外环的PID以及内环的PD设定值为测试数据值。由于内环的角速度控制不需要无静差,所以内环采用PD控制,为防止测量的误差造成较大影响,外环积分需要限幅。
标签： 传感器
上传时间： 2022-06-24
上传用户：默默
四轴飞行器拥有四个旋翼，属于多旋翼直升机。四轴飞行器具有四个成对称分布的旋翼。它通过控制四个旋翼的旋转速度而非机械结构来实现各种飞行动作。四轴飞行器具有成本低、机体结构简单、没有机械结构、飞行稳定性好、重量轻、有利于小型化无人化等特点。因此可以应用在人无法到达的一些复杂环境之中。目前四旋翼飞行器等多旋翼飞行器已经在很多行业比如航空拍摄、遥感勘测、实时监控、军事侦察、喷洒农药中得到了广泛的应用，并已经形成了相关产业。四旋翼飞行器具有非线性控制、控制量多、飞行姿态控制过程复杂等特性。本课题基于实现四轴飞行器低成本小型化通用化的思路，通过研究剖析四旋翼飞行器飞行的原理，根据其数学模型和控制系统的功能要求，在MCU上实现了四旋翼飞行器的姿态数据的获取、飞行姿态解算以及飞行姿态控制。本课题硬件上采用stm32系列STM32F103C8T632位处理器作为主控制器负责分析处理数据，根据姿态运算结果，输出电机控制信号；主要使用惯性测量单元MPU-6050等传感器模块用于姿态信息的检测；采用场效应管驱动电路来驱动空心杯电机；蓝牙模块负责和上位机进行通信以实时采集飞行数据便于分析测试。整个软硬件系统均基于模块化设计的思想。各传感器采集飞行器的传感器数据都使用通用数字接口和MCU进行数据交换和通信。软件上，编写飞行姿态控制软件，在stm32单片机上实现了四元数法和卡尔曼滤波算法，解算出飞行器正确的姿态角，并使用PID控制进行姿态角的闭环控制，稳定飞行姿态。实验结果表明，本课题设计的四轴飞行器能够较好的自主达到稳定飞行状态，抗扰动能力强。飞行姿态控制算法完全实现了使四旋翼飞行器能在室内平稳飞行的控制要求。
上传时间： 2022-07-17
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基于手姿态的人机交互是以实现自然的人机交互为研究目标，可提高计算机的可操作性，同时使计算机能够完成更加复杂的任务。而基于ARM的嵌入式系统具有功耗低、体积小、集成度高等特点，嵌入式与具体应用有机地结合在一起，具有较长的生命周期，能够根据特定的需求对软硬件进行合理剪裁。结合嵌入式技术的手姿态跟踪设备能够实时的检测出人机交互系统中人手的位置与角度等数据，并将这些数据及时反馈给计算机虚拟系统来进行人机交互，提高跟踪设备的可靠性和空间跟踪精度。 通过对嵌入式开发过程以及对控制系统构成的分析，确定了手姿态信号输入方案及系统的软硬件总体设计方案。通过对目前流行的众多嵌入式处理器的研究、分析、比较选择了S3C2440处理器作为系统开发硬件核心，详细介绍了S3C2440的相关模块的设计，包括存储单元模块、通信接口模块、JATG接口电路。同时设计了系统的外围电路像系统时钟电路、电源电路、系统复位电路。 选择更适合于ARM开发的Linux系统作为软件开发平台。实现了Linux系统向开发板的移植、Bootloader的启动与编译、设备驱动程序的开发；根据手姿态信号输入方案系统采用分模块、分层次的方法设计了系统的应用程序——串口通信程序及手姿态识别子程序。通过分析常用的手姿态识别算法，系统采用基于神经网络的动态时间规整与模板匹配相结合的动态手姿态识别算法。并依据相应的软硬件测试方法对系统进行了分模块调试及系统的集成。
上传时间： 2013-07-11
上传用户：songyuncen
无人机滑翔翼横滚姿态稳定控制仿真研究这是一份非常不错的资料，欢迎下载，希望对您有帮助！
标签： 无人机
上传时间： 2021-10-28
上传用户：fliang
多旋翼无人飞行器悬停姿态精确控制仿真研究_匡银虎这是一份非常不错的资料，欢迎下载，希望对您有帮助！
标签： 无人飞行器
上传时间： 2021-11-08
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基于RT-Thread的姿态解算控制平台设计基于RT-Thread的姿态解算控制平台设计
标签： RT-Thread
上传时间： 2021-12-19
上传用户：ttalli
论文提出了一种基于FPSLIC的下位机控制器系统设计，并且在嵌入式硬件和软件的联合调度之下予以实现，并将该系统应用于微小型无人直升机MUAV控制上。 微小型无人直升机体积小、重量轻、隐蔽性好、机动性强、易实现悬停和超低空飞行，因此在军用和民用领域都有广泛的应用前景。微小型无人直升机在空中执行任务时需要实时获得在空间的姿态和高度位置信息，然后通过调制舵机状态来调整飞行器的空中姿态，纠正飞行路线，而MUAV的飞控系统需要具有负荷轻，功能强大，实时性强以及低功耗的特点，对嵌入式处理器要求较高，所以针对MUAV的控制采用上下位机联合控制的结构。并且由于目前现有的下位机控制器满足不了MUAV控制发展的需求，所以本文中利用FPS[JC优越的性能，实现了一种新的下位机控制器的设计，具有体积小、重量轻、价格低、功耗低、实时性强、可靠性高、扩展性好等优点的同时，完成了基于PWM的舵机的控制和基于Kalman滤波的多传感器的数据融合，以及上下位机之间的通讯等功能，具有较强的使用和应用价值。 论文首先介绍了MUAV飞行控制的结构，以及下位机实现功能的模块划分。然后是对MUAV控制系统相关理论的介绍，包括舵机控制的原理和方法以及多传感器数据融合的理论。 其次论文介绍了基于FPSLIC的下位机控制器系统的软硬件设计。在硬件设计上，给出了硬件总体设计方案，并对各个功能模块进行了详细论述，软件部分在给出了主要的框架和功能划分后，主要介绍了利用FPSLIC的FPGA部分实现PWM控制和测量的模块以及AVR部分对多传感器信息进行Kalman滤波融合的实现。 最后在实验室的汽油无人直升机的测试平台上进行了舵机控制和高度测试实验，取得了满意的实验结果。
上传时间： 2013-04-24
上传用户：fredguo
车辆姿态是车辆控制所需的重要参数，其测量方法、测量精度与测量系统的性能和成本密切相关。随着微处理器技术与新型传感器技术的发展，利用加速度计、磁阻传感器和ARM微处理器构成基于地球磁场和重力场的捷联式姿态测量系统，已成为许多载体姿态测量的首选。同时姿态测量系统住地理勘探、石油甲台钻井和机器人控制方血也有着广泛的应用。 本文研究设计了一款基于ARM处理器的姿态测量系统，在保证体积、成本和实时性的前提下，完成载体姿态角的准确测量。采用Honeywell公刊的3轴磁阻传感器HMC1021/1022和ADI公司的2轴加速度计ADXL202以及S3C44BOX ARM7微处理器构建捷联式姿态测量系统。磁阻传感器和加速度计分别感应地球磁场和重力场信号，微处理器对检测到的信号进行处理和误差补偿后，解算出的姿念角，最后由LCD显示或者通过串行通讯接口输出到上位机，实现姿态角的实时准确测量。 本文详细介绍了基于地球磁场和重力场信号进行姿态测量的原理，推导了方向角、俯仰角和横滚角求解的数学模型。完成了姿态测量系统硬件电路的设计与调试，实现了包括：uC/OS-Ⅱ操作系统的移植、加速度数据采集、地球磁场数据采集和姿态角解算等系统软件的设计，最后对系统测量结果给出了误差分析，添加了数字滤波、椭圆效应校正等算法来补偿误差，从而有效提高了系统测量精度。
上传时间： 2013-07-20
上传用户：jkhjkh1982
摘要：本系统采用cPLD和AvR单片机作为逻辑控制核心，设计了姿态存储测试系统，以实现姿态信息的采集、编帧和存储。详细介绍了姿态测试系统的工作原理和硬件设计。利用AVR单片机，控制数据的写、读、擦除操作，利用cPLD的逻辑控制功能完善了存储测试系统的各个工作状态，提高了存储测试系统工作的可靠性。验证了该系统可以完成对模拟信号的高速采样和存储。结合cPLD、AVR单]fit~ 1]Flash存储器的优点，实现了8通道数据的高速采集，其存储容量大、噪声小、功耗低。
上传时间： 2014-12-22
上传用户：skhlm
