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原文传递一种固定翼飞行器控制装置

专利名称：	一种固定翼飞行器控制装置
摘要：	本发明公开了一种固定翼飞行器控制装置。本发明通过卡尔曼滤波算法多次获取飞行器状态参数，并进行调整得到相对准确参数，据此进行动力性建模，姿态数据的获取相对较为明确难度在于PID各参数的调整上，其参数调整主要依靠设计人员的自身经验必须经过多次实验调整才能确定，使飞机飞行处于相对稳定状态。
专利类型：	发明
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连理工大学
发明人：	邱铁;刘一玮;王鑫;刘西泽;李军
专利状态：	有效
申请日期：	2016-09-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201610864440.0
公开号：	CN106394871A
代理机构：	大连星海专利事务所 21208
代理人：	裴毓英
分类号：	B64C13/16(2006.01)I
申请人地址：	116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
主权项：	一种固定翼飞行器控制装置，由机械系统与电气控制系统两部分组成，机械系统由电池、舵机、电机、机翼、电调、机身和螺旋桨组成，电机与螺旋桨和电调相连，舵机与机翼相连，机身是整个系统的载体，其特征在于，所述电气控制系统包括用CPLD制作的微控制器、时钟发生器、PWM信号输入电路、PWM信号输出电路、遥控器、陀螺仪、加速度计；用CPLD制作的微控制器作为控制中心，时钟发生器作为用CPLD制作的微控制器的时钟信号输入源，PWM信号输出电路与舵机相连接，遥控器的信号与PWM信号输入电路连接，微控制器的输出端输出进行对升降舵机、侧翼舵机、尾翼舵机、机翼及电机的调控；陀螺仪采集xyz三个方向的角加速度、加速度计采集xyz三个方向的加速度Accel_x、Accel_y、Accel_z，角速度Gyro_x、Gyro_y、Gyro_z；加速度的飞行姿态数据发送给微控制器，先进行判断是否在合理的范围内，然后使用互补滤波方法进行校正，利用互补滤波原理，保留加速度计的静态角度，也就是用低通滤去快速变化的信号，对陀螺仪采用高通滤波滤去静态角度信息，然后将两者进行权重，得出准确倾角信息；公式如下：Angle＝0.98(Angle+Gyro_ydt)+0.02*Angle_az；其中Angle为滤波后角度或速度，Angle_az为陀螺仪计算角度或加速度计计算速度，dt为采样时间，0.98为陀螺仪高通滤波系数，0.02为加速度计低通滤波系数，输出的为通过滤波的当前倾斜角度和实际角速率；微控制器根据校正之后的输出数据通过PID控制方法，进行飞机的俯仰角控制，公式如下：δ e ＝k P (θr?θ)+k D q其中，δ e 是PWM具体输出时间，k p 为比例系数，比例系数通过多次模拟测验，得到最适合的值，θ r 为期望俯仰角，因为是控制自稳，也就是期望倾角为0；θ为当前俯仰角，由上面的滤波角度可得；k D 为角速率反馈系数，通过上面的加速度数据通过积分获得；q为实际角速率，通过上面滤波算法的出；由δ e 可知PWM具体输出时间，通过PWM输出控制舵机的转动，控制机翼的倾斜，从而控制飞行器的飞行姿态。
所属类别：	发明专利