[发明专利]多旋翼无人机飞行姿态控制系统

说明书

本发明公开了一种多旋翼无人机飞行姿态控制系统，包括主控制单元、飞行姿态测量单元、信号接收单元和执行单元，主控制单元包括采用双闭环PID控制的控制模块、信号获取模块和电机控制输出模块，所述电机控制输出模块连接执行单元，执行单元包括控制各旋翼的电机和控制电机的电机调节模块；所述信号接收单元接收地面控制中心的控制信号，信号接收单元将接收的信号传输到主控制单元的信号获取模块进行解析后，将解析后的数据传输到控制模块。采用功能强大的控制器和多传感器组成的控制系统，采用双闭环PID控制模式得到飞行控制参数，使无人机具有自稳定控制能力，在控制过程中发生状态变化时可及时调整控制参数，增强了无人机的抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，特别涉及一种多旋翼无人机飞行姿态控制系统。

背景技术

随着科技的进步和低空领域的开放，多旋翼无人机在军事和民用领域中的应用越来越广泛，国内外各研究机构都对无人机展开了相应的研究开发工作。多旋翼无人机往往具有结构简单、操控方便、机动性好、视野广等特点，能及时获取低空高分辨率图像和其他近地面信息，减少人力物力资源消耗。目前无人机已被应用于农业技术领域，由于多旋翼无人机为欠驱动系统，在农田环境下其飞行稳定性容易受到风的干扰，为保证无人机的飞行状态，在对无人机飞行姿态的控制上进行了很多的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制稳定可靠、抗干扰能力强的多旋翼无人机飞行姿态控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用了一种多旋翼无人机飞行姿态控制系统，包括主控制单元、飞行姿态测量单元、信号接收单元和执行单元，所述主控制单元包括采用双闭环PID控制的控制模块、信号获取模块和电机控制输出模块，所述飞行姿态测量单元包括三轴加速度计、三轴磁场计和三轴陀螺仪，用于检测飞行姿态参数，飞行姿态测量单元通过数据解析模块对采集的参数进行运算后，将数据传输到控制模块，所述电机控制输出模块连接执行单元，执行单元包括控制各旋翼的电机和控制电机的电机调节模块；所述信号接收单元接收地面控制中心的控制信号，信号接收单元将接收的信号传输到主控制单元的信号获取模块进行解析后，将解析后的数据传输到控制模块。

上述技术方案中，进一步地，所述电机控制模块采用电子调速器，根据控制信号对电机转速进行调节，所述各电机分别与一电机控制模块连接。

上述技术方案中，进一步地，所述控制模块为采用STM32F407芯片及其外围电路组成的最小控制系统。

本发明采用功能强大的控制器和多传感器组成的控制系统，采用双闭环PID控制模式得到飞行控制参数，使无人机具有自稳定控制能力，在控制过程中发生状态变化时可及时调整控制参数，增强了无人机的抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明实施例结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本实施例中的一种多旋翼无人机飞行姿态控制系统，包括主控制单元、飞行姿态测量单元、信号接收单元和执行单元，主控制单元包括采用双闭环PID控制的控制模块、信号获取模块和电机控制输出模块。控制模块为采用STM32F407芯片及其外围电路组成的最小控制系统。

飞行姿态测量单元包括三轴加速度计、三轴磁场计和三轴陀螺仪，用于检测飞行姿态参数，飞行姿态测量单元通过数据解析模块对采集的参数进行运算后，将数据传输到控制模块。飞行姿态测量单元采用六轴运动处理传感器MPU6050和三轴磁场计AK8975。MPU6050集成了微机电系统三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，用于测量机体角速度和加速度，具有可扩展数字运动处理器。AK8975是测量机体三轴磁场的磁强计芯片。