一种四旋翼飞行器姿态控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种四旋翼飞行器姿态控制系统及控制方法，首先获取当前飞行器的姿态角信息，所述姿态角包括滚转角、俯仰角和偏航角；其次，分别设计滚转角、俯仰角和偏航角的控制器，其中滚转角与俯仰角的控制器相同；最后对获得的三个控制器的控制输入进行叠加后输出一个总的驱动信号从而驱动电机工作以控制飞行器姿态。采用陀螺仪结合加速度计，并根据飞行器姿态角模型设计出卡尔曼滤波器在线推测姿态角，同时还能得到系统的中间状态变量，具有一定的滤波效果。

【技术实现步骤摘要】
—种四旋翼飞行器姿态控制系统及控制方法
本专利技术涉及一种四旋翼飞行器姿态控制系统，属于飞行器控制

技术介绍
早在上个世纪中叶，微小型多旋翼飞行器已经受到海外一些研究机构的瞩目，但多旋翼飞行器一般尺寸较小，负载能力相对较差，无法搭载传统的高精度传感器。直到本世纪初，MEMS传感器技术的发展使微小型多旋翼飞行器的研究得到突破。姿态控制是多旋翼飞行控制的基础。为完成姿态控制，首先必须得到飞行器的姿态信息。目前飞行器姿态角的测量方法主要有1、采用高精度的陀螺仪。虽然价格相对较低，但陀螺仪本身存在漂移，随时间增加，数据准确度会很差。2、采用加速度计和地磁计对陀螺仪数据进行修正，从而抑制传感器漂移。此方法的准确度与采用的补偿算法有关，一般有欧拉角、四元数、旋转矢量、扩展卡尔曼等。商业化的姿态测量系统主要有美国Crossbow公司的MNAV模块和荷兰Xsens公司的MTi，但他们的价格都高达数万人民币，严重影响了其应用范围。3、采用图像处理的方法。此方法通过对图像的处理结合相应算法可得到较为准确的姿态信息，但图像处理数据量较大，数据更新频率慢，不易满足飞行器的需要。此外，因为图像处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四旋翼飞行器姿态控制系统，其特征在于：包括DC?DC电路、三轴加速度器、地磁计、陀螺仪、模数转换器和微处理器，所述三轴加速度器、地磁计、陀螺仪通过模数转换器与微处理器相连，三轴加速度器、地磁计、陀螺仪将检测到的模拟信号经模数转换后发送到微处理器进行处理和控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，马浩，胡凯，翁理国，夏旻，朱海飞，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：