一種使用簡(jiǎn)單、廉價(jià)、廣泛適用于低速、自然穩(wěn)定小型無人機(jī)的自動(dòng)駕駛儀方案.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)，由于無人機(jī)具有不需要人員駕駛等突出優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在軍事和民用的多個(gè)領(lǐng)域。實(shí)踐證明，無人機(jī)是一種很好的空中作業(yè)平臺(tái)，因而越來越為人們所關(guān)注。為了提高無人機(jī)的性價(jià)比以滿足推廣應(yīng)用的要求，開發(fā)成本低、操作簡(jiǎn)單的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)成為人們的努力方向。 對(duì)于低速、自然穩(wěn)定的小型無人機(jī)，不必考慮空氣壓縮效應(yīng)引起的飛機(jī)氣動(dòng)參數(shù)變化，而且它的縱向短周期模態(tài)穩(wěn)定并具有良好的動(dòng)態(tài)特性。這類飛機(jī)在民用的領(lǐng)域也有著很好的應(yīng)用前景，

2、也容易設(shè)計(jì)。 自動(dòng)駕駛儀是無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的核心裝置，具有導(dǎo)航和控制功能。它決定了無人機(jī)實(shí)現(xiàn)自主飛行所需的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并且直接影響到飛機(jī)的制造成本和操作性能。 GPS系統(tǒng)，因其對(duì)用戶來說具有技術(shù)成熟、成本低、全天候、全地域、高精度，且具有定位誤差不隨時(shí)間積累等一系列優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于自動(dòng)駕駛儀中，以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主飛行時(shí)的導(dǎo)航。 無人機(jī)是典型的多輸入多輸出系統(tǒng)，同時(shí)，它在某些通道在一定條件下可簡(jiǎn)化為單輸

3、入、單輸出系統(tǒng)，因此，在自動(dòng)駕駛儀的飛行控制律設(shè)計(jì)中，將現(xiàn)代控制理論和經(jīng)典控制理論結(jié)合起來可以很好地解決其中的問題。 本文針對(duì)低速、自然穩(wěn)定的小型無人機(jī)的特點(diǎn)，以控制飛機(jī)按預(yù)定航線自主飛行為目標(biāo)，運(yùn)用飛行動(dòng)力學(xué)建模、狀態(tài)空間分析、根軌跡分析相結(jié)合等方法，建立了具有雙回路的PID控制的縱橫向飛行控制律，設(shè)計(jì)了GPS為主、磁航向傳感器為輔的導(dǎo)航算法，最終提出了一種只需少量傳感器（GPS接收機(jī)、磁航向傳感器、氣壓高度傳感器、空速傳感