[发明专利]一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法

说明书

一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，涉及无人机技术领域，其包括以下步骤：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，该四旋翼无人机的飞行姿态调控方法的控制二次干扰的能力强。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法。

背景技术

无人机是指利用无线遥控设备和自身的控制装置进行控制的不载人飞行器，例如无人直升机、无人固定翼机、无人伞翼机等等。近十几年来，无人机已被广泛应用于航拍摄影、电力巡检、环境监测、森林防火、灾情巡查、防恐救生、军事侦察、战场评估等领域，能够有效克服有人驾驶无人机进行空中作业的不足，降低购买与维护成本，提高运载工具的安全性。无人机控制技术研究是目前国内外研究机构关注的热点之一。

目前的无人机存在的问题是没有明确的飞行器姿态反馈，飞行器姿态反馈只能凭肉眼判断，无法准确判断飞行姿态。飞行器姿态已然被限制，无法模拟起飞后的各个方向角姿态。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，该四旋翼无人机的飞行姿态调控方法的控制二次干扰的能力强。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种四旋翼无人机的飞行姿态调控方法，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。

其中，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。

其中，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。