四轴飞行器姿态控制的设计与实现任务书

 2021-11-10 10:11

1. 毕业设计(论文)主要目标:

通过深入学习卡尔曼滤波、四元数欧拉角转换、PID控制,开发一款性能更加稳定的飞行器姿态控制器,实现姿态飞行。同时熟练掌握单片机的硬件编程,学习stm32中的DMA、串口中断传输等通信方式。熟练掌握keil等编程工具的使用。

2. 毕业设计(论文)主要内容:

使用keil编译软件、四元数欧拉角转换进行姿态描述、PID进行控制,实现多旋翼无人机姿态控制算法及测试。1欧拉角与四元数转换研究:研究欧拉角与四元数的转换关系,进行全方位姿态描述;2PID控制的研究:使用PID控制让飞行器在姿态飞行的时候拥有一个良好的感度。3硬件设备通信搭建:通过单片机通信,完成各传感器飞行控制器之间的通信。而且通信要不占或者尽可能少占CPU。4实验与验证:对整个系统进行测试,包括通信系统与飞行控制系统,最终完成姿态飞行测试。

3. 主要参考文献

[1] 刘兴川,基于四元数的 MARG 传感器姿态测量算法 清华大学出版社, 2012

[2] 张帆,一种新的全角度四元数与欧拉角的转换算法. 南京理工大学学报, 2002 年,第 4 期[3] 许佩珍,董长虹,四元数在战斗机飞行仿真中的应用. 北京航空航天大学学报, 1997,23 [4] 田春华,卫星姿态控制系统的分析、设计和仿真研究.哈尔滨工业大学, 2000[5] 章仁为,卫星轨道姿态动力学与控制. 北京航空航天大学出版社, 1998.5

[6] Gelb, Applied Optimal Estimation, MIT Press,1974.

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