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随着半导体制造工艺,超精密加工技术,MEMS技术(微机电系统)以及信息技术的迅猛发展,微型飞行器系统的研究已成为系统集成化的研究热点。
本文以四旋翼微飞行器作为本文的研究对象,并根据微型飞行器的系统需求,设计并完善了一套可以实现旋翼驱动和利用图像进行姿态控制的测试系统。
四旋翼飞行器的控制核心问题是四个旋翼驱动器的协调控制,而旋翼驱动器采用的是本研究院自行研制的直流无刷微电机。本文详细分析了微电机控制的两种方法,即开环控制方法和闭环控制方法。在此基础上,利用DSP芯片实现了开环控制的优化,并着重对微电机的闭环控制系统进行实验分析,在实验结果的基础上提出了系统完善的方法。
为了进一步研究微型飞行器稳定控制方案的可行性,就必须首先能够测量出微型飞行器的运动信息。为此,结合所设计的四旋翼微型飞行器的特点,提出了一种基于视觉图象技术的微型飞行器姿态及运动位移测量方法,该方法的核心是构建图像信号的采集平台。本文中的实验基于FPGA和DSP芯片的图像采集卡作为图像信号的采集平台,为该位移测量方法的实现打下了硬件基础
本文在微飞行器的旋翼驱动和基于图像的微飞行器姿态控制方面开展工作,希望本文所作的工作和得出的一些结论,可以为微型飞行器后续发展研究提供有益的帮助和借鉴。我们也相信,随着人类科技的不断发展,目前存在于微型飞行器设计制作中的许多难点和疑惑将会得到逐步解决。