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小型四旋翼无人机姿态控制研究

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针对小型无人机无法搭载高精度、体积大的传感器,从而无法获得高精度姿态信息的问题,基于STM32 单片机的无人机结构和飞行姿态控制原理,采用MPU6050 姿态信息采集模块运动处理单元DMP进行姿态解算,并应用卡尔曼滤波技术提升了姿态数据的准确性.为了更好地选择控制算法,分别使用串级PID控制方法、滑模控制算法和LQR控制算法进行仿真实验.结果表明,将滤波算法与控制算法相结合可以使小型四旋翼无人机具备更出色的操纵性能及更好的稳定性,双闭环结构串级PID控制方法可在 3s内使无人机稳定,具有更好的稳态特性和抗干扰特性.
Research on Attitude Control of Small Four-rotor UAV
Aiming at the problem that small drones can not carry high precision,large volume sensors,and they can not obtain high precision attitude information.Based on the UAV structure and flight attitude control principle of STM 32 SU,the system uses MPU6050 attitude information acquisition module DMP for attitude calculation,and applies Kalman filter technology to improve the accuracy of attitude data.To better select the control algorithm,serial PID control methods were used using the sliding mode control algorithm and LQR control algorithm.The results show that combining filtering algorithm and control algorithm can make small quadrotor drones have better control performance and better stability.Double closed loop structure cascade PID control method can make drones stable in 3 s,with better steady-state characteristics and anti-interference characteristics.

quadrotor UAVattitude controlcontrol algorithm

徐琬婷、张强强、梅源

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芜湖职业技术学院汽车与航空学院,安徽芜湖 241006

沈阳航空航天大学人工智能学院,辽宁沈阳 110136

四旋翼无人机 姿态控制 控制算法

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2024

新乡学院学报
新乡学院

新乡学院学报

影响因子:0.177
ISSN:2095-7726
年,卷(期):2024.41(3)
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