电子陀螺仪算法分析及位移信号解析文献综述
2020-05-24 12:33:25
文 献 综 述 1. 前言 近年来,四旋翼飞行器受到了越来越多的电子发烧友的追捧。
但是就是这样一个飞行器恰恰对飞行控制能力的要求还是十分高的,本次课题就是对飞行器上的电子陀螺仪姿态信息的正确提取来实现对飞行器的控制。
对四旋翼飞行器的研究是非常有意义的,并且它在军事领域和民用领域都显示出了极高的研究和应用价值。
四旋翼飞行器是一种能够垂直起降的具有特殊结构的旋转翼无人飞行器,它非常适合近地侦查、灾害现场监视、森林防火、环境保护、国土资源调查等,为民用警用领域实现产业化作出贡献。
四旋翼飞行器原理上比较简单,只需协调旋翼电机的转速即可实现控制,滞空能力强,静态飞行、低速飞行的性能好,可实现各种飞行姿态(比如:上升、下降、垂直悬停、俯仰运动、滚转运动、偏航转向等等)之间的切换,且飞行器姿态保持能力较高[4]。
但是它作为一个多输入多输出的控制系统,因为空气动力的复杂性,受到外部干扰的不确定性,这些都增加了对其控制的难度。
也正是因为旋翼飞行器的控制较固定翼要更难把握,旋翼飞行器的发展相对固定翼飞行器要缓慢很多。
但随着微电子机械系统(MEMS)的蓬勃兴起,四旋翼飞行器的研究也更深更广,其涉及到的高尖端技术也越来越多,本课题使用TMS320F28335型数字信号处理器为核心设计了四旋翼的姿态检测、飞行控制模块、无刷直流电机驱动模块,并对各部分进行整合来完成系统的硬件设计。
2. 研究现状 四旋翼遥控飞行器的飞行及控制依赖飞行器上的电子陀螺仪姿态信息。
首先陀螺仪是测量物体旋转角速度的一种仪器,它最早用于航海导航,是一种古老而具有生命力的仪器,它比传统罗盘更加精确可靠,因为罗盘只能确定平面的方向,且会受到环境因素的干扰,而陀螺仪可以感应任何方向的转角,只要给它足够大的惯性,使其保持高速转动,它就能很稳定的工作。