摘 要：四軸飛行器具有直升飛機(jī)一樣垂直升降的功能，同時(shí)也具有直升飛機(jī)無法具備的靈活的六自由度飛行的特點(diǎn)，本文將嘗試從俯仰-滾轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)和航向動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的角度來建立方框圖，對(duì)四軸飛行器的姿態(tài)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真。

關(guān)鍵詞：姿態(tài)控制器 方框圖 設(shè)計(jì)與仿真

中圖分類號(hào)：V448 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（c）-0093-01

四軸飛行器的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)的建模，以及航向動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)和俯仰-滾轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的理論分析已經(jīng)非常成熟，本文將嘗試建立航向動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的姿態(tài)控制器和俯仰-滾轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)姿態(tài)控制器方框圖的角度來分析，由此得到四軸飛行器的姿態(tài)控制器的設(shè)計(jì)與仿真。

1 俯仰-滾轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)姿態(tài)控制器

從俯仰-滾轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模中，可以得知其動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)線性的（在忽略執(zhí)行飽和器的前提下），定常的，二階的系統(tǒng)。同時(shí)，假設(shè)氣動(dòng)力學(xué)阻力被認(rèn)為是可以忽略的，因此這個(gè)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)模型是一個(gè)沒有自然阻尼，沒有零點(diǎn)，只有一個(gè)原點(diǎn)極的系統(tǒng)，這就意味著開環(huán)系統(tǒng)在沒有反饋的時(shí)候是不穩(wěn)定的。

2 航向動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的姿態(tài)控制器

在建立適當(dāng)?shù)淖藨B(tài)控制器姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)方框圖后，便可以使用MATLAB進(jìn)行仿真評(píng)估動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。

3 結(jié)語

本文根據(jù)四軸飛行器的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)操作指導(dǎo)，建立了四軸飛行器的俯仰-滾轉(zhuǎn)和航向姿態(tài)控制器方框圖，并給出了仿真指導(dǎo)，希望能為四軸飛行器設(shè)計(jì)者提供一個(gè)參考。

參考文獻(xiàn)

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