四旋翼飞行器整体设计与航迹跟踪地面站软件设计

《四旋翼飞行器整体设计与航迹跟踪地面站软件设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、—ｎｉｒ击ＡｆｃＫｆｌｉｆｅｉ■１ＩｒｔｗｉｒｉｍｎｉｆａｉｍｗｉｆＭｉｒ；Ｋ７ｒ７Ｔ＼Ｉ卫屢去獅公＾法爹ＷＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＣＳＣＩＥＮＣＥＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＡ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥ％ＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＩ壌Ｉ帘琴＾乃，论文题目四旋翼飞行器整体设计与航迹跟踪地面職件册专业学位类别工程硕±学号２０１２２２０８０６２３—作者姓名钱杰指导教师葛树志教授—独创性

2、黄明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表不谢意。作者签名：緣杰日期；兴年／月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学

3、可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）？一—六｝－Ｈ＼；＇作者签名：读為导师签名：／日期：丰月之ｒ日分类号密级注1UDC学位论文四旋翼飞行器整体设计与航迹跟踪地面站软件设计（题名和副题名）钱杰（作者姓名）指导教师葛树志教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称机械工程提交论文日期2015.04.01论文答辩日期2015.05.05学位授予单位和日期电子科技大学2015年6

4、月30日答辩委员会主席彭倍评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。QuadrotordesignandtracktheoveralltrackinggroundcontrolsoftwaredesignAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:QianJieAdvisor:ProfessorShuzhiSamGeSchool:TheSchoolofMechatronicsEngineer

5、ingofUESTC摘要摘要本文的主要目标是设计一套可以完善执行飞行任务的四旋翼飞行器系统，该系统不仅包括飞行器自身和传感器系统的硬件设计，还包括飞行器控制算法和传感器数据融合算法，同时为了保证飞行任务的顺利完成，还包括了地面站软件的设计。本文首先回顾了四旋翼飞行器在历史发展过程中艰难曲折的演化过程，也叙述了随着近代微机电技术的突飞猛进，多旋翼飞行器技术呈井喷式爆发的现状，并分析了国内外四旋翼飞行器的研究现状和相关成果，本文所设计的四旋翼飞行器系统也是基于前辈们的工作进一步的深入和改进。然后本文基于四旋翼飞行器定义了机体坐标系和惯性坐标系，再通过牛顿力学建立了

6、四旋翼飞行器的姿态动力学模型和位置动力学模型。根据飞行器的实际情况，提出了几点假设，基于假设对四旋翼飞行器的数学模型进行了简化。并且基于简化的模型设计了姿态和位置的PID控制器。本文还介绍了经典的卡尔曼滤波器以用于传感器数据滤波，在传感器系统中的姿态测量和位置推算中用到卡尔曼滤波以融合传感器数据，提高信息准确度，保证四旋翼飞行器的控制器运行稳定。为了完成整个系统的设计，本文对该系统的硬件实验平台进行了详细的描述。尤其针对其中非常重要的传感器系统和主控系统两部分，分别对其性能、参数以及功能接口等进行了更加详细的说明。基于本文所搭建的实验平台的基础上，还对数据采集

7、、位置换算以及数据融合等四旋翼飞行器系统实现的关键技术进行了详细的讲解。本文最后介绍了地面站控制系统软件的需求分析和软件设计，基于C#编写了一套用于与多架四旋翼飞行器通信并布置飞行任务的地面站软件，用GoogleMap和GoogleEarth的开放API实现了2D/3D电子地图显示。关键词：四旋翼，姿态控制器，位置控制器，地面站，数据融合IABSTRACTABSTRACTThisthesismainlyaimstodesignasetoffour-rotoraircraftsystemwhichiscapableforimprovingtheperforman

8、ceofflightmissions.