基于卡尔曼滤波的四旋翼飞行器姿态估计和控制算法研究

摘要：

四旋翼飞行器作为无人机的一种,由于其简单气动布局和复杂的动力学模型,在控制领域获得了越来越多的学术关注;本文首先分析了微机电系统惯性测量单元(MEMS IMU)传感器的误差,给出了基于自回归(autoregressive,AR)噪声模型的卡尔曼滤波算法设计;然后根据加速度计和陀螺仪长短周期测量的不同特性,进一步对姿态数据做互补融合,实验表明此算法可以实现良好的滤波效果;基于上面的姿态估计,本文又提出了一种双增益的PD控制算法对飞行器进行姿态控制;最后将姿态估计算法和控制算法应用到实验平台中,可以实现四旋翼在支架上的自主悬停等功能.

关键词：四旋翼飞行器、卡尔曼滤波、姿态估计、自回归(auto-regressive、AR)模型、双增益PD控制器、悬停控制

所属期刊栏目：30

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：the National Basic Research Program of China2012CB821202;the National Natural Science Foundation of China61174052,90916003

在线出版日期：2013-11-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1109-1115