● 摘要
伞翼飞行器作为一种新概念飞行器,因其独特的飞行特点和性能优势,正在逐渐被各大国重视与开发应用。而目前市面上应用较为广泛的伞翼飞行器多数是需要人为进行操控,这在一定程度上制约了其发展的进程。所以,国内外很多研究机构和学校开展了对伞翼飞行器的自主飞行控制技术进行研究,希望其能脱离人工操作而自主完成飞行控制任务。
本文主要针对伞翼飞行器的飞行控制系统开展工作,从方案到算法做了较为系统性的研究。首先论证了飞控系统的总体方案,详细设计了以STM32微处理器为核心,集成传感器模块、GPS模块和电源模块等的硬件系统,并对软件进行了需求分析和流程设计。其次,就伞翼飞行器的导航算法进行了研究,设计了基于位置/速度组合模式的以四元数方法为基准,运用卡尔曼滤波技术的GPS/SINS组合导航算法,并对其进行了仿真验证。然后,建立了伞翼飞行器六自由度动力学模型,并提出了一种模糊PID控制方法作为其自主飞行的控制律,再者专门就飞行器的航迹控制,在MATLAB仿真环境中对比分析了不同条件下PID控制和模糊PID两种控制方法对伞翼飞行器的控制响应及控制精度,验证了所设计的控制律。最后,通过对飞控系统的硬件测试和半实物仿真,验证了整个飞控系统的总体性能以及导航算法和控制律的可靠性和可行性。
相关内容
相关标签