混合動(dòng)力多旋翼飛行器振動(dòng)濾波算法的研究.pdf

1、新型混合動(dòng)力多旋翼飛行器由汽油機(jī)單旋翼和電動(dòng)多旋翼飛行器組成。汽油機(jī)旋翼作為主動(dòng)力，主要提供飛行器大部分重量的靜升力；電動(dòng)多旋翼作為輔助動(dòng)力，主要用于飛行姿態(tài)的控制?；旌蟿?dòng)力多旋翼飛行器由于油機(jī)動(dòng)力的加入，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)多旋翼飛行器的飛行時(shí)間過短、載荷過小的缺點(diǎn)?？芍饕糜诠蚕?、災(zāi)情救援、無人機(jī)快遞、農(nóng)業(yè)植保等領(lǐng)域。
　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加上汽油機(jī)動(dòng)力單旋翼的X型電動(dòng)四旋翼飛行器，由于汽油機(jī)動(dòng)力旋翼帶來的機(jī)體振動(dòng)使得其飛行姿態(tài)變得不可控

2、制，其根本原因在于飛行控制傳感器的采樣數(shù)據(jù)受到了噪聲干擾，原有的純電動(dòng)機(jī)旋翼的濾波算法已不再適合，需要研究新的振動(dòng)濾波算法和姿態(tài)解算算法來進(jìn)行合理有效的濾波。
　　本文以實(shí)驗(yàn)室小型偏心輪電機(jī)五旋翼飛行器為實(shí)際對(duì)象，用普通電動(dòng)機(jī)加偏心輪旋翼模型替代汽油機(jī)動(dòng)力旋翼并對(duì)其振動(dòng)特性進(jìn)行頻譜匹配，不僅大大簡化了實(shí)驗(yàn)難度，同時(shí)驗(yàn)證了該實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目尚行?，為后期進(jìn)一步對(duì)混合動(dòng)力多旋翼飛行器的研究提供了一個(gè)簡單可靠的平臺(tái)。
　　實(shí)驗(yàn)采用自行搭

3、建的小型五旋翼飛行器模型機(jī)，飛行姿態(tài)描述采用牛頓-歐拉模型，首先對(duì)小型五旋翼飛行器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行飛行器的硬件平臺(tái)總體設(shè)計(jì)，進(jìn)而進(jìn)行飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及算法選取和軟件編程，最后在模型機(jī)上進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終實(shí)現(xiàn)了小型五旋翼飛行器模型機(jī)的垂直起降和懸停動(dòng)作，以及俯仰，橫滾，偏航飛行姿態(tài)控制。
　　基于實(shí)驗(yàn)室五旋翼飛行器的強(qiáng)噪聲、非線性等特點(diǎn)，根據(jù)五旋翼飛行器的狀態(tài)方程，在原有算法基礎(chǔ)上加入卡爾曼濾波算法，以及