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倾转三旋翼垂直起降无人机悬停姿态控制

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针对一种倾转三旋翼垂直起降(VTOL)飞行器在悬停状态下的姿态控制问题,设计了一种基于STM32系列微控制器的飞行控制系统.采用十轴组合惯性导航模块实时采集载机平台姿态信息,并结合基于四元数的互补滤波算法进行姿态信息解算.针对无人机姿态控制实时性和精度要求高的特点,采用串级PID控制算法对载机进行悬停状态下的姿态控制.实验结果表明:串级PID控制算法在悬停状态下能够对倾转三旋翼垂直起降飞行器进行快速、稳定、准确的姿态控制,并具有一定的鲁棒性.在横滚角的内环采用PD控制(Kp为8.371,Kd为3.015),外环采用PD控制(Kp为5.1,Kd为1.15);俯仰角的内环采用PD控制(Kp为3.137,Kd为1.6),外环采用PID控制(Kp为3.43,Ki为0.003,Kd为3.97);偏航角采用PI控制(Kp为9.30,Ki为0.11)时,其悬停状态下具有最优姿态控制效果.研究结果对倾转三旋翼垂直起降飞行器飞行控制的后续研究具有指导作用.
Hovering Attitude Control of Tilt Rri-rotor VTOL Aircraft

许景辉、马贺、周建峰、田钰强、韩文霆

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西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100

西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室,陕西杨凌712100

密苏里大学食品与生物工程系,哥伦比亚MO 65211

西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院,陕西杨凌712100

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倾转三旋翼无人机 垂直起降 串级PID 姿态控制

国家重点研发计划项目中央高校基本科研业务费专项资金项目陕西水利科技计划项目西北农林科技大学大学生创新创业训练计划项目

2017YFC040320324520150502014slkj-18201710712040

2018

农业机械学报
中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院

农业机械学报

CSTPCDCSCD北大核心EI
影响因子：1.904
ISSN：1000-1298
年,卷(期)：2018.49(10)
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