[发明专利]一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法在审
| 申请号： | 201711375226.X | 申请日： | 2017-12-19 |
| 公开（公告）号： | CN108181915A | 公开（公告）日： | 2018-06-19 |
| 发明（设计）人： | 吕键;李明明;张飞豹;李长欣;徐嘉泽;郑敏;冯建红;钟典呈;黄琼诗;徐奕敏;黄菁;梁俊伟 | 申请（专利权）人： | 广东省航空航天装备技术研究所 |
| 主分类号： | G05D1/08 | 分类号： | G05D1/08 |
| 代理公司： | 东莞市华南专利商标事务所有限公司 44215 | 代理人： | 刘克宽 |
| 地址： | 519040 广东省珠海市金*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 三轴 飞行姿态 旋翼 磁场 加速度传感器 调控 大气气压 陀螺仪 串级 大气压传感器 磁场传感器 二次干扰 互补关系 矢量方向 输入参数 能力强 滤波 平衡 | ||
1.一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：利用加速度传感器获取无人机的重力的矢量方向，得到三轴加速度；
步骤二：利用陀螺仪获取无人机当前的三轴角速度；
步骤三：利用磁场传感器获取磁场的方向，得到三轴磁场角；
步骤四：利用大气压传感器获取无人机所在领域的大气气压值；
步骤五：通过滤波以及平衡来建立加速度传感器和陀螺仪之间的互补关系；
步骤六：将三轴加速度、三轴角速度、三轴磁场角和大气气压值作为输入参数，利用串级PID对无人机进行飞行姿态的调控；
步骤七：试飞前对串级PID的各种参数进行调整。
2.如权利要求1所述的一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，其特征在于：所述步骤七中，串级PID对飞行姿态的调控包括如下子步骤：
子步骤一：将轴姿态的角度差乘以角度系数p后限幅作为角速度控制器的期望值；
子步骤二：角速度控制器的期望值与陀螺仪得到的当前角速度作差，得到角速度误差乘以kp得到P；
子步骤三：在I值小于限幅值或者角速度误差与I值异号时将角速度误差累加到I中；
子步骤四：前后两次角速度误差的差作为D；
子步骤五：将P、I和D三者相加并限幅得到最终PID输出。
3.如权利要求2所述的一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，其特征在于：所述步骤七中，对串级PID的各种参数进行调整包括如下步骤：
步骤A：将角度外环的值设为0；
步骤B：先加上P；
步骤C：接着加上D；
步骤D：接着加上I；
步骤E：接着加上外环；
步骤F：最后加上偏航的修正参数后进行试飞,
其中，以上步骤依次执行。
4.如权利要求2所述的一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，其特征在于：在步骤五之前加入合适的频率进行滤波。
5.如权利要求2所述的一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，其特征在于：所述轴姿态的角度差＝期望值-实时姿态值。
6.如权利要求1所述的一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，其特征在于：无人机的飞行姿态为横滚时用外环控制，陀螺仪的X轴的值作为内环的输入。
7.如权利要求1所述的一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，其特征在于：无人机的飞行姿态为俯仰时用外环控制，陀螺仪的Y轴的值作为内环的输入。
8.如权利要求1所述的一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，其特征在于：无人机的飞行姿态为偏航时是将角速度控制器的期望值和角度误差的和作为角速度内环的期望值。
9.如权利要求1所述的一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，其特征在于：无人机的飞行姿态为航向时用外环控制，陀螺仪的Z轴的值作为内环的输入。
10.如权利要求1所述的一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，其特征在于：无人机姿态的内环控制是输入为角速度，输出为PWM增量。
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