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设计了一种四旋翼飞行器的实验系统。电机调速器运用检测反电动势的方法控制三相全桥逆变电路从而调节无刷直流电机的转速。以ARM处理器为主控制器对电机调速器进行控制,从而实现飞行器的平衡和姿态控制。通过四旋翼工作模式的研究,利用加速度传感器和陀螺仪数据进行控制算法设计与研究,实现四旋翼飞行器姿态的控制调节。开发了仿真调试软件系统实时监测传感器的数据和控制量。实验表明,通过合适的控制算法可以四旋翼飞行器的平衡性能和各种飞行姿态,从而为学生提供了新的仿真和实践平台,有利于创新型实验教学任务的顺利开展。 相似文献
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《实验室研究与探索》2017,(4)
针对四旋翼飞行器姿态控制中存在强噪声干扰时平稳飞行控制变差的问题,提出了基于自适应模糊PID控制器的四旋翼飞行器快速平稳调节方法。在Matlab中运用该方法对四旋翼飞行器的飞行进行仿真,并与经典PID控制算法的控制结果进行对比。仿真结果表明,模糊PID控制器比常规PID控制器具有更优良的动态性能及鲁棒性。经过多次试验,该硬件设计性能可靠,能满足飞行器一系列稳定飞行的控制要求。 相似文献
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以微控制器为主控系统，电子调速器和无刷电动机为动力系统，开发了四旋翼飞行器创新实验平台，并通过各类传感器采集四旋翼飞行器的姿态数据和高度数据，确保其稳定飞行。该实验平台涵盖机械结构、硬件电路设计、嵌入式程序设计、传感器应用以及自动控制等多项课程内容。构建四旋翼飞行器创新实验平台的渐进式实践教学模式，综合运用不同课程知识，将仿真环节与实物实验相结合，采用由浅入深、由易到难、层层递进的方式设置实验，形成完备的知识体系和实践内容，加深学生对工程对象及其控制系统的理解，激发学生的创新意识。 相似文献
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四旋翼飞行器作为当今一种非常流行的飞行器,涉及多学科交叉技术以及各个领域。随着相关技术的发展,四旋翼飞行器变得更加小型化与智能化,应用领域也更广。通过研究飞行控制原理与姿态解算,对四旋翼飞行器进行了软件设计。硬件选用STM32F103C8T6作为主控制器,并以MPU6050作为惯性测量模块。软件设计中采用互补融合的控制算法估算六自由度飞行姿态,并采用PID算法进行整定和控制。通过这种姿态融合,可控制飞行器平稳起停和飞行,经实验室调试效果良好。 相似文献
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《实验室研究与探索》2017,(9)
为培养应用型创新人才,设计了四旋翼飞行器实验平台。该实验平台采用模块化设计,系统主控芯片采用STM32F103,采用MPU6050测量飞行器的姿态,采用GPS测量飞行器的位置,采用串级PID对飞行器进行控制,外环控制飞行器的位置,内环控制飞行器的姿态,经过Matlab/Simulink仿真可以看出,所设计的控制器可以满足要求。该实验平台应用范围较广泛,不同专业、年级的学生都可以在此实验平台上进行理论知识的验证以及系统的设计开发,取得了良好的教学效果。模块化的设计思想便于学生进行扩展设计,经过实践证明,四旋翼飞行器实验平台有利于培养学生的创新思维和创新能力。 相似文献
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基于游戏开发引擎Unity3D开发了一套面向本科教学的飞行控制可视化仿真系统。首先提出在Unity3D中准确建立飞行器物理模型的方法;然后对比分析飞控仿真常见通信方式的优劣,择优选择稳定可靠的串口通信方式完成Unity3D/Simulink联合仿真平台的构建。根据飞控仿真采样频率要求,完成联合仿真时间参数设置,进而实现控制器设计。最后通过六自由度运动平台、航模机、操纵杆实现半实物演示。整个系统将Unity3D三维视景动画与半实物演示结合,实验现象直观逼真,可有效提高学生对于飞行控制相关理论的理解,加强学生工程应用能力,提高教学效果。 相似文献
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为使四旋翼飞行器具有更好的室内定点悬停效果及定位精度,提出一种基于视觉辅助与四旋翼飞行器惯性传感器数据融合的控制算法。利用机体下视摄像机获得光流航速信息,与惯性传感器姿态信息数据融合实现良好的室内悬停效果。机体前视摄像机通过ORB算法将当前帧与关键帧进行特征点匹配,以提高四旋翼飞行器的室内定位精度。将PARROT公司的ARDrone 2.0四旋翼飞行器作为实验平台, 采用OpenCV软件对图像进行处理,对控制算法进行验证,结果表明：基于光流和惯性传感器姿态数据的融合确保了四旋翼飞行器控制的安全性,提高了飞行器悬停效果和定位精度。 相似文献
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作为微型无人机的一种,四旋翼飞行器以其简单的机械结构和优越的飞行性能成为科学研究领域中空中机器人的热点之一。文章以四旋翼飞行器为主要研究对象,以四元数理论为基础,推导了飞行器姿态解算算法;利用MEMS技术和嵌入式技术,开展基于无线遥控技术的四旋翼飞行器的硬件设计;运用VRML语言建立四旋翼3D模型,利用LabVIEW软件对该模型进行图像处理和显示,并在与飞行器远程通信的基础上,完成了其作为地面站的主要功能。测试结果表明,系统硬件工作稳定,姿态解算准确,控制算法很好地满足了控制要求,飞行器的稳定性和响应特性较为理想。 相似文献
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《实验室研究与探索》2016,(10)
为了进一步提高微型四旋翼飞行器的稳定性、转向灵活性与可控性,提出并采用多种传感器、WiFi无线通信、嵌入式微控制器等多种技术,并结合四元数、双闭环PID控制等,设计出一款基于WiFi的微型四旋翼飞行器。详细阐述了该系统构成、硬件设计与软件设计。实践表明,飞行器机身采用"X"型设计,软件系统采用四元数、双闭环PID控制等,其飞行稳定性高、可控性好、转向更灵活。 相似文献
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为更好地掌握四旋翼飞行器姿态测量和姿态变化的过程,设计了一种基于LabVIEW的姿态测量实验系统。该系统以自主研发的四旋翼飞行器控制系统为实验平台,通过获取飞行器的姿态数据,进行解算和上传到PC机,在LabVIEW中实现四旋翼飞行器姿态数据的存贮、波形显示和飞行器姿态的三维动态图形模拟显示等功能。系统测试精度较高、响应灵敏、操作简单、实用性强,可为学生提供一个良好的姿态测量实验平台。 相似文献
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针对四旋翼飞行器的标准粒子群优化算法PID控制器容易陷入局部最优解、过早收敛的问题,提出了一种动态粒子群优化算法的PID控制技术。该算法主要由两部分组成:①根据迭代过程中粒子群粒子与全局最优粒子间的欧氏距离大小动态改变惯性权重,并设置系数控制其对惯性权重的影响程度;②引入杂交进化,在指定迭代次数内,若粒子群全局最优值连续未变,则对指定数量的粒子进行杂交,增加粒子多样性,避免陷入局部最优。通过Matlab/Simulink搭建四旋翼飞行器模型并仿真。结果表明,该优化算法能有效地避免陷入局部最优和过早收敛,使四旋翼飞行器得到更平稳、精确的控制,减少超调,提升计算效率。 相似文献
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《实验室研究与探索》2015,(7):122-124
设计了一种微型飞行器飞行稳定控制系统,该系统以STM32单片机为主控,实时检测微型飞行器飞行过程中的俯仰角、航向角、横滚角等飞行参数,通过飞行控制、姿态测量、通信传输和控制显示等模块数据交联,确定其准确姿态和位置,可实现飞行的精准控制和定点巡航功能,并保证飞行器的安全可靠。此研究在一定程度上可促进微型飞行器在军事民用等领域的应用。 相似文献