变载荷下六旋翼无人机高度控制*

龙 文,陈 洋*,吴怀宇,程 磊,陈鹏震,王正熙

(1.武汉科技大学信息科学与工程学院,武汉 430081;2.武汉科技大学教育部冶金自动化与检测技术工程研究中心,武汉 430081)



变载荷下六旋翼无人机高度控制*

龙 文1,2,陈 洋1,2*,吴怀宇1,2,程 磊1,2,陈鹏震1,2,王正熙1,2

(1.武汉科技大学信息科学与工程学院,武汉 430081;2.武汉科技大学教育部冶金自动化与检测技术工程研究中心,武汉 430081)

六旋翼无人机应用于植保领域时通常需要定高飞行,单一机载微传感器无法长时间准确的跟踪六旋翼无人机的高度,且当负载发生变化时无人机的高度控制会出现不稳定现象。针对上述问题,本文采用了一种基于气压计和加速度计卡尔曼滤波融合的高度测量系统,并设计了一个双闭环PID控制加前馈控制的高度控制器,最终获得了无人机飞行高度的精确估计与稳定控制。实验结果表明,经过卡尔曼滤波可以得到准确、平稳的高度值和速度值。提出的高度控制器在变载荷情况下也能很好的控制无人机的高度。

六旋翼无人机;变载荷;前馈控制;卡尔曼滤波

近年来,多旋翼无人机逐渐成为航空领域学者们的研究热点,多旋翼无人机是一种具有垂直起降与空中悬停等特殊飞行能力的多旋翼无人飞行器。在飞行过程中,通过改变旋翼的转速,可以改变各种飞行姿态。正因为多旋翼无人机具有垂直起降、空中定点悬停、可以实现六自由度的飞行等独特的飞行能力,使其在军事领域和民用领域得到了广泛的应用[1],包括军事侦察,农业植保,电力巡检,测绘,航拍等。……