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
汪绍华
杨莹
1.北京大学工学院,北京,1008712.北京大学工学院,北京,100871
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-regressiveAR)模型双增益PD控制器悬停控制
分类号：TP273(自动化技术及设备)
资助基金：the National Basic Research Program of China(2012CB821202)the National Natural Science Foundation of China(61174052)the National Natural Science Foundation of China(90916003)
论文发表日期：2013-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 1109-1115 )
英文信息