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为了帮助高职院校学生理解无人机控制技术,提出适用于教学实践的四旋翼无人机设计的方法。对四旋翼无人机基本控制系统进行分析,并整体设计。选用STM32F103作为飞控核心芯片,设计四旋翼无人机飞控,利用校企合作企业的上位机工具箱和飞控平台,搭建测试系统。结果证明：该方法可以帮助学生很好地理解四旋翼无人机基本控制原理,帮助学生更好地掌握无人机控制技术,为后续无人机维修技能提供有力的知识铺垫。 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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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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为使X型四旋翼无人机系统能够在受到扰动时快速调整状态以适应环境变化,对X型四旋翼无人机进行区别于传统的受力分析,建立动力学数学模型,采用RBF神经网络和PID联合控制方法,依靠神经网络自学习和非线性映射特征实现系统控制参数的动态整定。以MATLAB/Simulink为实验平台,对RBF神经网络PID控制系统和单纯PID控制系统分别进行仿真。实验结果表明,RBF神经网络PID控制比传统的PID控制调整时间更短、控制效果更好,增强了系统自适应性。 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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为了解决无人机在无GPS或GPS信号较弱情况下的稳定悬停问题,并考虑到成本与板载资源限制,将通过小型激光雷达获得的距离信息分别与通过单摄像头获得的视觉信息,以及通过IMU（惯性测量单元）获得的惯性信息利用互补滤波算法进行融合,以实现对四旋翼飞行器姿态与水平速度的运动估计。采用基于串级PID的多闭环控制策略,实现对四旋翼飞行器水平与垂直方向的控制。实验结果表明,所设计的基于光流和小型激光雷达的四旋翼飞行器控制策略与传统利用光流和超声波测距传感器方案相比,控制精度提高了10%左右,能够以最大±2°的姿态角误差,以及最大2.3cm/s的水平速度误差实现定点悬停功能。 相似文献
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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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针对四旋翼无人机携带未知质量载荷对机体姿态控制带来的影响,提出了一种基于扰动观测器的自适应控制方法。该四旋翼无人机在携带未知质量载荷时的动力学模型,针对未知质量载荷对四旋翼无人机造成的干扰,设计了扰动观测器并基于此提出了一种自适应姿态控制器。使用Lyapunov方法证明了该控制器的稳定性。同时,在四旋翼无人机上携带一个未知质量的载荷,分别使用自适应控制器和反步控制器控制四旋翼无人机姿态来进行对比实验,验证控制器的有效性。 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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为实现基于Android平台的WIFI控制系统的设计,采用STM32F103C8增强型芯片作为节点控制,节点传感器模块与WIFI模块采用串口协议通信,软件部分设计了终端UI,规划了无线通信协议数据帧结构和串口数据帧结构,通过Socket网络编程,实现了智能平台通过WIFI对风扇的控制,最终完成了基于Android平台的WIFI控制系统的设计.实验证明:该系统运行稳定,有很强的扩展性和可移植性. 相似文献
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针对无人机培训教学的需求,研制了一款适用于无人机教学的全尺寸四旋翼无人机教学平台,并开发了配套的课程。该平台实现了将无人机带入课堂,并真实飞行,增加了无人机操作的安全性和便捷性。配套课程能够通过与无人机互动实现相关基础知识和理论的学习。该平台建立了逼真的飞行操作环境,具备教学和实时显示功能,可完成无人机的各种训练操作程序,既满足培训要求,又节约费用、降低风险,可以大大提高无人机培训效率,缩短培训时间。 相似文献
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