多旋翼无人机机载两轴增稳云台控制系统研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:lingyuehqu2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为获取高质量的低空遥感影像,无人机机载航拍设备必须固定在高精度增稳云台之上。通过稳定控制技术保持增稳云台在惯性空间中的姿态稳定,从而维持航拍设备视轴的稳定,进而获取稳定清晰的视频图像。为获得稳定、清晰、抖动小的视频图像,研究和设计一款稳定精度高、响应速度快、超调量小的无人机机载增稳云台具有重要理论意义和实用价值。本文分为三部分:1)概述国内外无人机机载增稳云台的发展现状以及稳定控制技术的研究现状;2)论述增稳云台的机械结构、物理模型和所受扰动来源,并对其工作原理进行分析;3)围绕增稳云台的控制,重点开展了增稳云台姿态检测和电机位置伺服控制的研究工作。本文采用MEMS惯性传感器对增稳云台的姿态进行检测,为提高姿态检测精度,将离散Kalman滤波算法应用于多传感器信息融合姿态解算。与互补滤波算法相比,采用离散Kalman滤波算法的姿态检测模块检测精度得到提高。本文选用无刷直流电机作为增稳云台的执行机构。首先,为减小电机力矩脉动,分析了磁场定向控制在无刷直流电机位置伺服控制系统中的应用;其次,分析了该控制系统的三闭环控制结构,并使用MATLAB的SIMULINK工具箱搭建仿真模型;最后,为提高系统动态性能,提出了三闭环控制系统的逻辑规则+PI控制算法。仿真结果表明,采用逻辑规则+PI控制的无刷直流电机位置伺服控制系统具有超调小、稳态精度高、抗扰动性强的特点,在上升时间上,逻辑规则+PI控制仅为PID控制的53.8%。为对上述控制方法进行实验验证,搭建了两轴增稳云台实验样机。在静态实验中,两种控制方法的超调量均很小,各轴稳态误差均小于0.15°,但相对于PID控制,采用逻辑规则+PI控制时,俯仰轴和横滚轴上升时间分别减小了13.4%、11.5%。在动态实验中,增稳云台采用PID控制时,俯仰轴和横滚轴的姿态角最大绝对误差分别小于0.48°、0.52°;采用逻辑规则+PI控制时,俯仰轴和横滚轴最大绝对误差分别小于0.40°、0.43°,俯仰轴和横滚轴的姿态控制精度分别提高了16.7%和17.3%。地面模拟实验和实际飞行实验表明,采用逻辑规则+PI控制的两轴增稳云台具有良好的增稳效果。
其他文献
目的探讨腹腔扩容术防治创伤后腹腔间隙综合征的效果。方法回顾性分析了2007年11月~2012年3月我院创伤中心收治的22例严重创伤患者(腹内高压6例、腹腔间隙综合征16例)的临床资
一切存有,就其作为存有及其存有的秩序来说,都是"善",而恶则是"善的缺乏",即对存有之本性所应具备的完善的否定。对"故乡沦陷"之"恶"的哲学思考既是我们在心灵的撕裂与焦虑后
褐藻糖胶(Fucoidan)是羊栖菜多糖中最重要的活性组分之一,具有很高的药用开发价值。褐藻糖胶的价值一直备受关注,却得不到很好的开发及应用。对羊栖菜褐藻糖胶(Sargassum fusifo
自1978年的改革开放到今的40年,中国的经济取得卓越成就。然而这一卓越成就的背后隐藏着很大的忧患,比如经济增长中的质量过低等。若任其发展下去的话不仅城市建设受影响,农
曹禺是个关怀人类命运的悲剧诗人,他以悲悯的情怀、悲剧的眼光烛照人间万象,洞察人的本质。他对人的精神存在(本质)的关注使其看到人的灵魂的真实、崇高,看到人的精神痛苦的
社区低效绿地被私自占用,小区花园成为蚊虫污垢的天堂,公共微绿地被践踏出路径……这些公共空间的尴尬境遇正是体现了城市剩余空间的存在,情景再现延伸出了公众对公共空间的真实需求,而非设计师、管理者的“想象需求”。然而,公众群体对剩余空间所做出的无意识行为在中国任何一座城市都被熟视无睹,这种高度参与性恰恰体现了城市剩余空间的弹性潜能。针对大城市化背景下公众线下交往屏障以及对公共空间的品质与精神诉求,本文的
系统分析了国内花生摘果机的结构原理与常见机型的性能与特点,论述了花生摘果机的研发和应用概况与发展趋势。
用 DSC研究了不同组成比的聚苯硫醚 ( PPS) /尼龙 6( PA6)共混物中 PPS和 PA6组分的结晶与熔融行为及其相互作用的影响 ,结果表明 ,PPS在 PA6熔体存在下结晶温度明显提高 ,结
为了研究风筛式清选装置运动参数对清选性能的影响规律,在自行研制的清选试验台上进行小麦清选试验,利用DPS数据处理系统进行方差分析,并建立清洁率、损失率与贯流风机转速、
目的评价手(拇)指节段毁损性断指(拇)再植术后的功能效果。方法我院于2004年3月~2013年3月收治18例22指,男性14例,女性4例;年龄6~56岁,平均33.2岁。其中拇指5指,示指8指,中、