2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、四旋翼飛行器因機械設(shè)計簡單、體積小、飛行速度快、機動性強、控制靈活等特點被廣泛應(yīng)用于軍事、民用以及科學(xué)研究等眾多領(lǐng)域。同時,它也是一個飛行狀態(tài)復(fù)雜的非線性欠驅(qū)動系統(tǒng),在高動態(tài)飛行狀態(tài)下,難以建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型對其姿態(tài)進行準(zhǔn)確描述。
  本文通過對四旋翼飛行器姿態(tài)傳感器(加速度傳感器、磁力計、陀螺儀)工作原理及特性分析,給出了基于多傳感器數(shù)據(jù)組合測量飛行器姿態(tài)角的方法。重點研究了基于不同數(shù)據(jù)融合算法的姿態(tài)角數(shù)據(jù)融合問題,并利用融合后

2、的角度實現(xiàn)對四旋翼飛行器小角度擾動的穩(wěn)定控制。利用加速度傳感器和磁力計建立組合測量飛行器姿態(tài)角的數(shù)學(xué)模型,利用坐標(biāo)系變換建立陀螺儀測量姿態(tài)角數(shù)學(xué)模型。分析磁力計解算偏航角過程中產(chǎn)生較大影響的羅差,并通過最小二乘法進行羅差補償,得到比較準(zhǔn)確的偏航角估計值。對姿態(tài)角解算結(jié)果利用最小方差估計權(quán)值,建立了基于加權(quán)法解算飛行器姿態(tài)的數(shù)據(jù)融合模型;通過分析姿態(tài)角解算數(shù)學(xué)模型,分別建立標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波和擴展卡爾曼濾波的狀態(tài)方程和測量方程,利用加速度計和

3、磁力計數(shù)據(jù),實時反饋修正陀螺儀的積分誤差。針對本文中提出的三種數(shù)據(jù)融合算法,分別利用MATLAB進行仿真?;诩訖?quán)融合方法解算姿態(tài)角在一定程度上能夠提高姿態(tài)角解算精度,且建模簡單,計算量小;標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波對于姿態(tài)角解算精度優(yōu)于加權(quán)融合,但航向角的計算依賴于俯仰角和橫滾角,俯仰角和橫滾角的估計要在偏航角之前,實時性較差;擴展卡爾曼濾波建模和計算比較繁瑣,但濾波結(jié)果最優(yōu)。最后將融合估算角度和目標(biāo)角度差值作為輸入量,利用增量式PID控制算法得

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