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1、专业学位硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：基于ARM9的无人飞行器控制系统的研究与应用论文题目(外文)：ResearchandapplicationofcontrolsystemforUnmannedAerialVehiclebasedonARM9研究生姓名：张伟学位类别：专业学位专业名称：控制工程导师姓名职称：胡申华教授论文答辩日期2015年5月23日学位授予日期2015年月日新疆大学硕士研究生学位论文摘要四轴无人飞行器是近几年兴起的微小型无人飞行器的一种，由于其灵活的飞行性能和广泛的应用前景，一时间吸引了众多研究者参与到四轴飞
2、行器的研究中来。本文以四轴飞行器控制器设计为主线，阐述了四轴飞行器飞行控制原理和方法、电子调速器原理与设计、多传感器信息采集及信息融合、飞行器姿态解算及导航、飞行器动力输出控制及PID算法等；此外，用试验的方法分析了数据融合算法的效果，对比分析了两种姿态解算方法的优缺点，对比分析了经典PID算法和串级PID算法在动力输出控制中的控制效果，得出了一些有参考价值的结论；在硬件设计方面，本文设计制作了基于ARM9微处理器的飞行控制器以及基于AVR单片机的电子调速器，文中对电路作用和设计原理做了简要的介绍，并在总体试验中对硬件的可行性进行了验证；在
3、飞行控制器软件设计方面，从软件算法的原理入手，介绍了几种姿态解算算法和数据融合原理，以及对串级PID算法的原理分析，在文中给出了这几种算法的程序流程图，最后通过实验的方法对比了不同算法的可行性及优缺点，为进一步研究提供参考。通过整体的理论研究以及实物制作，到最后的试验检测，本文所设计的四轴飞行器控制器经过试验检验，基本能够满足控制要求。关键词：四轴飞行器，ARM9，姿态算法，数据融合，串级PIDI新疆大学硕士研究生学位论文AbstractTheQuadrocopterisoneofthemicroUnmannedAerialVehicles
4、thatriseinrecentyears,duetotheflexibleflightperformanceandbroadapplicationprospects,It’sattractalargenumberofresearchersinvolvedinthestudyofthisaircraft.Inthispaper,wetakethequadrocoptercontrollerdesignasthemainlineofthispaper,describethetheoryandmethodsofQuadrocopterfligh
5、tcontrol,Electronicgovernortheoryanddesign,Multi-sensordataacquisitionandinformationmix,Aircraftattitudesolverandnavigation,AircraftcontrolandpoweroutputPIDalgorithm;Moreover,Weuseexperimentalmethodtoanalyzethedatamixandalgorithmperformance,comparativeanalysisoftheadvantag
6、esanddisadvantagesofthetwomethodsofattitudealgorithm,comparativeanalysisoftheClassicalPIDalgorithmandCascadePIDalgorithmperformanceatthepoweroutputcontrol,obtainedsomevaluableconclusions;inhardwaredesign,thispaperdesignedARM9microprocessor-basedflightcontrollersandAVRmicro
7、controllerbasedelectronicgovernor,thereisabriefintroductionaboutthecircuitfunctionanddesignprinciplesinthepaper,andthehardware’sfeasibilityisverifiedatlastoveralltest;Inflightcontrollersoftwaredesign,startingwiththetheoryofsoftwarealgorithms,weintroduceseveralattitudesolve
8、ralgorithmsanddatamixtheory,analyzeCascadePIDalgorithmtheoryanddescribethesetypesofalgori
