本文针对探索如何增加四轴飞行器续航能力,增强四轴飞行器的稳定性和控制方式的解决方案.该设计方案的四轴飞行器是一款拥有语音控制模块,太阳能电池板和航模电池共同供电的电源、特定信号源的定点追踪GPS、信号丢失自动返航,避障和摄像头拍摄等多种功能为一体四轴飞行器.此四轴飞行器利用太阳能电池对光能的转换可以及时给航模电池充电,利用语音模块实现语音控制四轴飞行器的飞行,信号丢失以后四轴飞行器实现安全的返回出发地点,并在空中避开障碍.
由于四轴飞行器系统具有不稳定、非线性、强耦合等特性,所以姿态控制在飞行器完成飞行任务的过程中尤为重要.本文着重对飞行器姿态控制算法进行研究.首先对飞行器建立合理的坐标系,根据角度传感器所测得的角度,得到以四元数表示的姿态转换矩阵.根据空气动力学原理,牛顿第二定律,对飞行器建立动力学模型,得到四个独立通道的控制输入量,该控制输入量可以通过控制四轴飞行器各个方向的加速度来对飞行器进行姿态控制.
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