四旋翼无人飞行器实验平台设计及姿态控制研究

来源：计算机测量与控制杂志2016年第7期北京时间：

作者：范云生,曹亚博,赵永生,王国峰

摘要：为了实现四旋翼无人飞行器姿态的稳定控制并验证控制算法的性能,设计了一种可用于四旋翼无人飞行器姿态控制算法研究及控制性能测试的物理实验平台；首先,利用牛顿-欧拉法建立了四旋翼无人飞行器的六自由度动力学模型；其次,对姿态传感器数据进行融合,利用互补滤波算法实现对四旋翼飞行器姿态进行快速准确解算；然后,在MATLAB环境下搭建了四旋翼飞行器仿真模型,并设计改进的PID控制器对飞行姿态进行了仿真；最后,搭建了一个四旋翼无人飞行器姿态控制的物理实验平台,进行了飞行器姿态控制算法的性能测试；实验结果表明了四旋翼无人飞行器实验平台设计的合理性和正确性,是一种快速有效的飞行器姿态控制算法性能测试实验平台。

关键词：四旋翼飞行器;姿态解算;改进PID控制;姿态控制

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61374114)；辽宁省自然科学基金资助项目(2015020022)；中央高校基本科研业务费资助项目(3132015039)。