杨立本, 章卫国, 何墉, 黄得刚

(1.西北工业大学 自动化学院, 陕西 西安 710129;2.陕西省飞行控制与仿真重点实验室, 陕西 西安 710129)



一种自主四旋翼飞行器控制系统结构研究

杨立本1,2, 章卫国1,2, 何墉1,2, 黄得刚1,2

(1.西北工业大学 自动化学院, 陕西 西安 710129;2.陕西省飞行控制与仿真重点实验室, 陕西 西安 710129)

摘要:四旋翼无人飞行器在军事及民用领域都有很重要的应用,但目前主要是以遥控控制为主,其自主飞行能力较弱,因此提出了一种针对四旋翼飞行器的自主控制架构,它可根据设置好的飞行轨迹进行自主巡航飞行。该自主飞行架构主要分为两部分,分别为导航控制系统和姿态控制系统。导航控制系统根据航线信息解算系统控制姿态角及飞行速度,并把解算结果交给姿态控制系统,由姿态控制系统完成实际飞行器姿态的控制。通过航线自主飞行仿真对该方法的可行性进行了验证。结果表明,该自主控制架构明晰,易于实际控制系统的实现,具有实际应用价值。

关键词:四旋翼; 自主飞行控制; 导航控制; 姿态控制

0引言

四旋翼飞行器由4个相对独立的无刷电机驱动,是一种由4个螺旋桨控制的直升机,具有重要的军事及民用应用价值。它是一种不稳定系统,其控制难度较大,由于四旋翼飞行器的静不稳定性,需要实时对系统进行控制才能保证飞行器的稳定[1]。

目前有关四旋翼飞行器的控制主要集中在姿态及轨迹控制、抗干扰控制及非线性控制方面。……