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四旋翼无人机姿态控制分析及其研究

潘亚文  张荣辉  蒋紫韵  李宏华  
【摘要】:对无人机的姿态角实时准确解析是其能实现稳定飞行的关键。首先根据姿态解析原理引出加速度计和磁力计两种传感器直接定姿的方法,然而这两种方法在实际应用中都会产生较大误差,其中陀螺仪会产生漂移误差,而加速度计动态性能较差,对它们的输出信号进行频域分析发现噪声信号表现在不同频段上,针对这一特点,融合加速度计和陀螺仪各自的优点,提出了四元素互补滤波融合算法,并应用于该系统的姿态角解析,其解算速度和精度均能满足设计需要;由PID控制器实现对无人机姿态变换的控制;最后搭建了以STM32F103为核心处理器,MPU6050为姿态信息输出单元的小型四旋翼无人机系统,实验结果表明,该无人机能够实现稳定飞行。
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