本帖最后由 heroe1 于 2013-7-22 13:25 编辑
在（1）中，我们对四旋翼飞行器的基本概念和结构有所了解,一个基本的支架构件和四个旋翼，外加一个控制器就组成了一架完整的飞机。但是它究竟是如何实现不同的飞行姿态呢？ 本期将带你对四旋翼飞行器的控制方法进行较为深入的了解。
飞行姿态的调整 四旋翼飞行器是具有4个输人力和6个自由度的欠驱动的动力学模型。通过各个推进器旋翼的旋转可以提供飞行器稳定飞行所需的升力，通过对不同旋翼的旋转速度进行设定，能够让飞行器实现不同的飞行姿态，我们来一起看看这些飞行姿态具体是如何实现的。
我们都知道传统直升机的旋翼系统由一个主旋翼和一个尾旋翼构成。传统直升机通过变化旋翼翼片旋转时的切角来改变飞行器的升力大小。而与之不同的是，小型四旋翼飞行器旋翼翼片的旋转切角是固定的，四旋翼飞行器的四个旋翼位于几何对称的支架的左右和前后位置，四个旋翼由四个电机分别进行控制，它是通过改变每个旋翼旋转的角速度来控制整个飞行器的飞行姿态。 四旋翼飞行器在飞行时，前端旋翼 1 和后端旋翼 3 逆时针旋转，而左端旋翼 2 和右端的旋翼 4 顺时针旋转，以平衡旋翼旋转所产生的转矩。当四旋翼飞行器悬停时，每个旋翼承担的升力大概为1/4机身重量。要实现飞行器的其他飞行姿态的调整，可通过四个旋翼增加一组旋翼（前后旋翼1，3 或左右旋翼 2，4）其中一端的转速而使另一端减少相同的转速，可对整个飞行器产生推力。左右端旋翼 2，4 的转速差用来控制横滚速率，而前后端旋翼1，3 的转速差用来控制俯仰速率。而横摆速率通过顺时针旋转和逆时针旋转的相对速率来控制。 飞行控制方法
四旋翼飞行器上安装有倾角传感器、角速度传感器和超声测距仪等，当飞机飞行过程中能够实时监测飞机各个轴向的加速度变化值，能够在外界干扰如侧风等影响下及时的发现飞行姿态的变化，并及时进行调整，以保证飞行姿态的稳定。传感器的输出信号经过模拟放大和模拟滤波之后送入AD变换电路转换为数字信号送入MCU，由MCU进行数字信号处理，再依据MCU中的整套航姿控制算法得出控制量，送入专司电机控制的MCU中对电机进行实时控制，同时要避免各传感器间结果的冲突乃至矛盾。
总结作为无人机的重要一员，四旋翼飞行器是无数科研人员和飞行发烧友研究的热点。它结构简单，控制系统容易搭建，可以进行常规的遥控飞行，也可以搭载板载摄像机实现巡航拍摄和完全的自主飞行，同时在实验室能够进行控制算法的验证，相信在不远的将来能赢来更加广阔的应用。
四旋翼飞行器 （1）
文章转载自：http://www.designspark.com/chn/blog/content-110
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发表于 2013-7-22 13:23:25
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