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一种四旋翼无人机参数辨识与姿态控制实验验证装置制造方法及图纸

技术编号:21049066 阅读:26 留言:0更新日期:2019-05-08 00:53
本发明专利技术公开了一种四旋翼无人机参数辨识与姿态控制实验验证装置。其特征在于,装置由四个活动杆、三个固定杆,五个活动点组成,四旋翼无人机固定于在转置上,在无人机自身推力作用下,通过活动点运动,可在位置不变情况下,实现三个姿态角(俯仰角、滚转角和偏航角)的任意角度运动。可用于四旋翼无人机姿态控制实验验证,四旋翼无人机转动惯量参数识别,旋转运动空气阻力系数辨识等。

An Experimental Verification Device for Parameter Identification and Attitude Control of Four-Rotor UAV

The invention discloses an experimental verification device for parameter identification and attitude control of a Four-rotor UAV. The device consists of four moving poles, three fixed poles and five moving points. The Four-rotor UAV is fixed on the transposition. Under the action of UAV's own thrust, it can move at any angle of three attitude angles (pitch angle, roll angle and yaw angle) with the same position by moving at the moving point. It can be used to verify the attitude control experiment of the Four-rotor UAV, to identify the inertia parameters of the Four-rotor UAV, and to identify the aerodynamic drag coefficient of the rotating motion.

【技术实现步骤摘要】
一种四旋翼无人机参数辨识与姿态控制实验验证装置
专利技术涉及一种四旋翼无人机参数辨识与姿态控制实验验证装置,用于四旋翼无人机参数辨识及姿态控制实验验证,属于无人机测试

技术介绍
四旋翼无人机由于其起降方便、结构简单、可悬停。易操作等优点,被广泛应用与军事及民用领域。也成为工业界及学术界一研究热点。大家的研究主要致力于四旋翼无人机的自主飞行控制,其中比较重要的一点就是无人机的姿态跟踪控制。针对四旋翼无人机姿态跟踪控制,首先需要建立四旋翼无人机姿态动力学模型。由于四旋翼无人机体积小、质量轻,无人机的内部参数很难准确描述,这就导致我们很难建立准确的无人机模型,所设计的控制器也难以控制无人机完成自主飞行。另外,无人机在实际飞行过程中,极易收到外部干扰。有效的辨识外部扰动对控制器的设计、飞行性能影响巨大。最后,所设计控制的性能需要通过实验进行验证。然而在控制算法完成之后,直接进行实验验证,有极大可能会损害无人机,造成经济上的损失。鉴于以上,本专利设计了一款无人机参数辨识及姿态控制验证装置,能够有效解决上述问题、
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种四旋翼无人机参数辨识与姿态控制实验验证装置,旨在对四旋翼无人机结构内部及外部扰动参数进行有效辨识,对四旋翼无人机姿态控制效果进行有效检验。本专利技术的技术方案为:首先设计实验装置,然后搭建实验装置,将无人机加装在实验装置上进行参数辨识。附图说明图1为本专利技术转置结构图;图2为连接点①结构图;图3为连接点②结构图。具体实施方式专利技术涉及一种四旋翼无人机参数辨识与姿态控制实验验证装置及具体实现过程如下:1)如图1所示,转置由A、B、C、D、E、F、G七根连接杆构成,其中A、B、C为固定杆,C固定于地面,A、B固定于C杆上。D、E分别连接在A、B杆上且前者可在后者进行转动。F两端连接在D、E上,可在E所构成的凹槽内滑动。G固定于F上且处于其几何中心;2)E与D的连接如图2所示,连接点为①,图2为E、F连接俯视图,D、F连接点③与①结构相同。F在E中可进行自由滑动,当两者连接足够光滑时,F可在D、E内进行转动;3)B与E的连接如图3所示,连接点为②,图3为B。E连接左视图,A、D连接点④与②结构相同。E可在B中进行自由转动,当两者接触面足够光滑时,由D、E连接的F可在A、B上进行转动;4)四旋翼无人机放置与O点,与G相连且连接点为⑤,无人机可以在垂直与G平面内进行转动,G固定于F,所以无人机可在F内沿垂直与F平面进行自由旋转;5)综上,无人机可在F内进行任意角度的偏航运动,F可在D、E内转动,因此无人机可进行任意角度的滚转运动,F可通过D、E在A、B内转动,因此无人机可进行任意角度的俯仰运动。所以通过该装置可实现无人机三自由度运动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四旋翼无人机参数辨识与姿态控制实验验证装置。其特征在于,装置由四个活动杆、三个固定杆,五个活动点组成,四旋翼无人机固定于在转置上,在无人机自身推力作用下,通过活动点运动,可在位置不变情况下,实现三个姿态角(俯仰角、滚转角和偏航角)的360°运动。可用于四旋翼无人机姿态控制实验验证,四旋翼无人机转动惯量参数识别,旋转运动空气阻力系数辨识等。

【技术特征摘要】
1.一种四旋翼无人机参数辨识与姿态控制实验验证装置。其特征在于,装置由四个活动杆、三个固定杆,五个活动点组成,四旋翼无人机固定于在转置上,在无人机自身推力作用下,通过活动点运动,可在位置不变情况下,实现三个姿态角(俯仰角、滚转角和偏航角)的360°运动。可用于四旋翼无人机姿态控制实验验证,四旋翼无人机转动惯量参数识别,旋转运动空气阻力系数辨识等。2.根据权利要求1所述的一种四旋翼无人机参数辨识实验装置,其特征在于:1)装置硬件构成;2)装置部件连接图;3)装置使用原理;4)装置使用方法。3.根据权利要求2所述的一种四旋翼无人机参数辨识与姿态控制实验验证装置,其特征在于,装置设计步骤包括:1)根据无人结构、体积以及质量大小,选取适当大小的连接杆;2)根据设计图纸,将装置中的连接杆连...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈钊年晓红
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:湖南,43

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