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专利号: 2016105541633
申请人: 安徽科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1. 一种四旋翼农用遥控飞行器的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括: 通过惯性测量单元获取所述四旋翼农用遥控飞行器的Ξ个维度的姿态角W及位移量, 作为双环控制器的输入量; 使用位置控制环和姿态控制环的双环控制器进行控制;其中,四旋翼农用遥控飞行器 的位置控制作为外环,其姿态控制作为外环; 基于所述位置控制环的运算输出量,通过解禪合计算获得姿态角作为姿态控制环的输 入量; 每个控制环中使用经典PID控制算法进行控制。

2. 根据权利要求1所述的四旋翼农用遥控飞行器的控制方法,其特征在于,所述惯性测 量单元由Ξ个单轴电子式巧螺仪传感器和一个Ξ轴重力加速度传感器组成。

3. 根据权利要求2所述的四旋翼农用遥控飞行器的控制方法,其特征在于,所述方法还 包括: 通过所述单轴电子式巧螺仪传感器获取每一个维度方向上的角速度信息; 对所述角速度信息进行积分获得每个采样间隔中,维度方向上转过的角度; 使用旋转矩阵与上一姿态角计算获得下一姿态角。

4. 根据权利要求2所述的四旋翼农用遥控飞行器的控制方法,其特征在于,当所述四旋 翼农用遥控飞行器低速飞行或者处于静态时,单独使用所述Ξ轴重力加速度传感器获取Ξ 个维度方向上的加速度信息; 对所述加速度信息进行规格化处理后,进行反Ξ角变换获得姿态角。

5. 根据权利要求2所述的四旋翼农用遥控飞行器的控制方法,其特征在于,所述方法还 包括: 使用加权平均的方法对单轴电子式巧螺仪传感器及Ξ轴重力加速度传感器获取的数 据进行数据融合; 其中,在加权平均前,对单轴电子式巧螺仪传感器获取的数据进行低通滤波;对Ξ轴重 力加速度传感器获取的数据进行高通滤波。

6. 根据权利要求2所述的四旋翼农用遥控飞行器的控制方法,其特征在于,所述双环控 制器的输入量为(χ,y,zJ),输出量为(¾,¾,¾,%); 其中,x,y,z为Ξ个维度的位移量,6,φ,·φ为Ξ个维度的姿态角,%.,%,斬,%分别 为四个旋翼的期望升力; 位移量与姿态角之间的禪合关系如下式所示:

7. -种四旋翼农用遥控飞行器,包括呈十字形交叉设置的四根主轴,每一主轴端点分 别设置有旋翼;驱动旋翼旋转的调速电机W及提供能量的电池组; 四个旋翼位于同一水平面,机身平台设置于所述主轴交叉处,其特征在于,所述四旋翼 农用遥控飞行器还包括惯性测量单元W及微控制器; 所述微控制器应用如权利要求1-6任一所述的控制方法控制所述四旋翼农用遥控飞行 器。

8. 根据权利要求7所述的四旋翼农用遥控飞行器,其特征在于,所述四旋翼农用遥控飞 行器还包括一无线通信模块,接收用户遥控控制指令。

9. 根据权利要求7所述的四旋翼农用遥控飞行器,其特征在于,所述主轴采用3K碳纤维 材料制成。

10. 根据权利要求7所述的四旋翼农用遥控飞行器,其特征在于,所述四旋翼农用遥控 飞行器还包括设置于机身平台下的搭载平台; 所述搭载平台包括:用于存储农药的药箱,与所述药箱连接的喷射部件,提供预定压力 的活塞累W及提供固定位的机架;所述药箱、活塞累和喷射部件依次连接,均固定在所述机 架上。

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