小型油動直升機的自動駕駛儀設計.pdf

1、無人機-UAV(Unmanned Aerial Vehicle)在近幾十年取得了迅猛的發(fā)展。本文的選題正是來源于某小型航拍無人油動直升機自動駕駛儀的設計。
　　 小型油動直升機的制造技術已經趨于成熟，本文選用了90級汽油動力直升機作為自動駕駛儀的控制對象。對機體進行了改裝，提高了整體機械性能。設計了減震吊艙，用于電路系統(tǒng)的安裝與固定。自主完成了硬件電路系統(tǒng)的總體設計。其中硬件電路設計任務主要包括MEMS傳感器及其信號補償、姿態(tài)解

2、算、飛行軌跡控制和飛行姿態(tài)控制等。
　　 微機械(MEMS)傳感器的使用使本系統(tǒng)更趨于輕量化、小型化。但MEMS傳感器的精度偏低、易受干擾的固有缺點是影響飛機姿態(tài)解算精度的主要原因。本文對傳感器的固定偏移與溫度漂移誤差進行原理分析和算法補償，在0-50℃范圍內建立溫度補償模型，采用多項式擬合進行了補償；對傳感器的噪聲采用了正態(tài)檢驗方法予以剔除；對于調試過程中發(fā)現(xiàn)的復雜環(huán)境中傳感器數(shù)據(jù)畸變的問題，設計了數(shù)字FIR濾波算法，濾除了高

3、頻噪聲，效果明顯。
　　 陀螺儀與具有穩(wěn)定低頻特性的傾角計是姿態(tài)解算的信息來源。雖然陀螺儀具有優(yōu)良的高頻特性，但存在一定的積累誤差，設計中采用基于互補濾波的多傳感器信息融合技術來修正該誤差。本文采用旋轉四元數(shù)法用于更新姿態(tài)矩陣。為了提高姿態(tài)解算的實時性，使用了四階龍格-庫塔(Runge-Kutta)法更新旋轉四元數(shù)。仿真試驗和飛行實驗均表明該方法具有長時精度高、動態(tài)性能好的優(yōu)點。
　　 小型無人直升飛機控制包括飛行軌跡控