四旋翼無人機的導(dǎo)航與控制簡介_第1頁
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1、趙瑞廣無刷電機（4個）電子調(diào)速器（簡稱電調(diào)，4個，常見有好盈、中特威、新西達等品牌）螺旋槳（4個，需要2個正漿，2個反漿）飛行控制板（常見有KK、FF、玉兔等品牌）電池（11.1v航模動力電池）遙控器（最低四通道遙控器）機架（非必選）無人機的結(jié)構(gòu)：四軸飛行器基本結(jié)構(gòu)主要正交“十”字形機架和位于機架中心的主控模塊以及安裝于各機臂端點處的電機和螺旋槳組成。主控模塊：供電電池、主控微型計算機控制系統(tǒng)；陀螺儀、加速度計、磁力計、氣壓計、超聲波和 GPS 等傳感器組成的傳感檢測系統(tǒng)。飛行原理：涉及到兩個坐標系：地理坐標系和機體坐標系；根據(jù)集體坐標系可以將機體分為“十”和“X”結(jié)構(gòu)。每個點旋翼的產(chǎn)生的升力

2、為：bi為旋翼分拉力系數(shù)，i為電機的轉(zhuǎn)速。除了升力之外，每個旋槳還會產(chǎn)生對自身的反扭矩。在飛行過程中為了抵消反扭矩，相臨電機轉(zhuǎn)向相反、相對電機相反。飛機基本運動：無人機姿態(tài)表示方法：歐拉角法：俯仰角： （繞y軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生） 橫滾角：（繞x軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生） 偏航角： （繞z軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生）在坐標系轉(zhuǎn)換過程中按照 z-y-x 的旋轉(zhuǎn)順序，得到如下姿態(tài)旋轉(zhuǎn)矩陣：四元數(shù)法：與歐拉角相比，采用四元數(shù)法姿態(tài)表示可大大減少處理器計算量，提高姿態(tài)解算速度。姿態(tài)解算：利用陀螺儀、加速度計、電子羅盤和算法進行數(shù)據(jù)融合解算出飛機的姿態(tài)。其中陀螺儀、加速度計、電子羅盤組成慣性測量單元（IMU）。各軸數(shù)據(jù)總會以較大概率偏向某一方，這樣經(jīng)過積分運算之后就會不斷地對偏差進行累加，至使最終得到的角度會一直向?qū)?yīng)方向增大，這也就是所謂的陀螺儀的漂移現(xiàn)象。在無外力的加速的情況下，能夠準確輸出俯仰角和滾轉(zhuǎn)角，并且此角度不會有累積誤差，在長時間內(nèi)都是準確的。但是當飛行器在三維空間做變速運動時，加速度傳感器同樣會檢測變速運動的加速度信號，從而導(dǎo)致姿態(tài)角的解算將不再準確。數(shù)據(jù)融合算法：EKF、四元數(shù)法。飛控：四軸飛行器最基本同時也是重要的功能是實現(xiàn)飛行姿態(tài)的穩(wěn)定控制，飛控算法（飛行器姿態(tài)控制算法）即根據(jù)輸

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