SRTP经验交流 By:刁靖东 2014年10月29日
基于惯性(北斗)导航的 无人机控制系统 负责人:樊斌 指导老师:曾老师 成员:刁靖东、程顺均、冯肄禹、刘刚
课题概述: 四旋翼飞行器特点: 应用: 适应低速飞行、灵活性高 航拍 测绘 运输 控制方式灵活 监视 信息中继 机械结构简单 … 可扩展性强 选题原因 四旋翼优势 四旋翼应用 适应低速飞行、灵活性高 航拍 测绘 运输 控制方式灵活 监视 信息中继 机械结构简单 … 可扩展性强
课题概述: 美国斯坦福大学,美国麻省理工大学,日本千叶大学,法国贡比涅技术大学,美国宾夕法尼亚大学,美国奥克兰大学 等 国内外研究现状 国内的国防科技大学,北京航空航天大学,清华大学 等
主要研究内容: 控制 检测
主要研究内容: 以X型四轴为例: 四旋翼飞行器结构形式和飞行原理分析 四个电机对称分布 相邻电机转向相反 电机扭矩相互平衡
主要研究内容: 四旋翼飞行器结构形式和飞行原理分析 飞行器受力分析和动力学建模
主要研究内容: 1、四旋翼飞行器视为均匀对称的刚体; 2、惯性坐标系E 的原点和飞行器几何中心以及质心重合; 3、四旋翼飞行器所受阻力和重力不受高度影响,保持恒定; 4、四旋翼飞行器四个电机特性平衡,提供的拉力与电机转速 的平方成正比例。 四旋翼飞行器结构形式和飞行原理分析 飞行器受力分析和动力学建模
主要研究内容: 检测 角速率积分 重力矢量方向 地磁矢量方向 漂移被积分作用放大 振动加速度 运动加速度 电磁干扰 加速度计 磁传感器 陀螺仪
主要研究内容: 检测 定义欧拉角 欧拉角和四元数描述方法在姿态解算中的应用 定义四元数
主要研究内容: 检测 欧拉角和四元数描述方法在姿态解算中的应用
主要研究内容: 检测 欧拉角和四元数描述方法在姿态解算中的应用 短期内使用陀螺仪数据求解姿态角 基于互补滤波器的数据融合方法 长期使用加速度计角度纠正陀螺仪的角度偏差 在实现传感器数据整合的基础上,能同时消除高频和低频干扰,在一定程度上能够提高系统的精确度。 基于互补滤波器的数据融合方法
主要研究内容: 检测 欧拉角和四元数描述方法在姿态解算中的应用 基于互补滤波器的数据融合方法 基于卡尔曼滤波器的数据融合方法
主要研究内容: 控制 多环负反馈控制系统的结构 控制系统整体框图 内环姿态控制框图 多环 负反馈 PID
主要研究内容: 控制 多环负反馈控制系统的结构 姿态控制回路的控制方法和仿真分析
系统设计方案: 硬件设计
系统设计方案:
系统设计方案: 最小系统 传感器电路 通信和PWM输出接口电路 遥控信号和EEPROM
系统设计方案: 使用AltiumDesigner进行PCB设计: 控制系统电路设计主要接口: I2C总线接口 ×1 PWM输入 ×6 串口 ×2 I2C总线接口 ×1 SWD调试接口 ×1
系统设计方案: 控制系统电路设计主要接口: PWM输入 ×6 PWM输出 ×8 串口 ×2 I2C总线接口 ×1 SWD调试接口 ×1
系统设计方案: 软件设计
系统设计方案: 系统初始化 实时状态检测 传感器读取 和 姿态检测 锁定状态循环 PID控制 和 输出 主循环
系统设计方案: 实时显示: 参数调整: 姿态角 遥控信号 控制器输出 自定义信号波形 控制模式 PID参数 基于VB.NET串口应用的地面站软件程序 实时显示: 姿态角 遥控信号 控制器输出 自定义信号波形 参数调整: 控制模式 PID参数
实验和成果: 整合控制系统软硬件设计 装配四旋翼飞行器 参数调整和系统验证 搭建实验平台
实验和成果: 横滚角平衡调试 俯仰角平衡调试 空中偏航角调试
Tips: 和感兴趣的人做感兴趣的事是一种莫大的幸福 千万不要打酱油 勇敢地积极参与,项目驱动的学习与创新
谢谢大家! 联系方式:刁靖东 18810547420