基于PID的四旋翼飞行器姿态控制系统

doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2015.05.025

计算机与现代化

基于PID的四旋翼飞行器姿态控制系统

(安徽理工大学计算机科学与工程学院，安徽淮南 232001)

收稿日期:2015-02-09 出版日期:2015-05-18 发布日期:2015-05-18
作者简介:叶树球(1990-)，男，安徽安庆人，安徽理工大学计算机科学与工程学院硕士研究生，研究方向：嵌入式系统; 詹林(1962-)，男，安徽淮南人，副教授，硕士，研究方向：计算机硬件，计算机应用。

Quad-rotor Aircraft Attitude Control System Based on PID Control

(College of Computer Science and Engineering, Anhui University of Science & Technology, Huainan 232001, China)

Received:2015-02-09 Online:2015-05-18 Published:2015-05-18

摘要/Abstract

摘要： 飞行控制系统很大程度上决定了四旋翼飞行器的飞行性能。分析飞行器模型，并在此基础上设计实现一种基于PID(Proportion, Integration, Differentiation)控制方法的飞行器姿态控制系统。整个控制系统包括第1阶段的四元数姿态解算（PI）和第2阶段的油门计算（PID）。通过PI方法融合加速度和角速度传感器的输出，计算出飞行器当前的姿态角；通过PID方法融合当前姿态和目标姿态控制电机油门输出。上位机通过蓝牙获取飞行器数据，结果显示该系统能很好地保持飞行器的稳定姿态。

关键词: PID, 四旋翼飞行器, 姿态解算, 飞行控制系统

Abstract: The performance of quad-rotor flight has been largely determined by flight control system. By analyzing a flight model, and on the basis of this model, a kind of flight attitude control system based on PID control method was designed and implemented. The whole control system includes quaternion attitude resolving of the first stage (PI) and throttle calculation of the second stage (PID). By fusing the outputs of the acceleration sensor and velocity sensor with PI method, the current flight attitude was calculated out. By fusing the current attitude angle and target attitude angle with PID method, the output values of motors' throttle were set up. The host computer receives flight’s data through Bluetooth. Experimental results show that this system can well maintain the stable attitude of quad-rotor.

Key words: PID, quad-rotor aircraft, attitude resolving, flight control system

中图分类号:

V249

叶树球，詹林. 基于PID的四旋翼飞行器姿态控制系统[J]. 计算机与现代化, doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2015.05.025.

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基于PID的四旋翼飞行器姿态控制系统

Quad-rotor Aircraft Attitude Control System Based on PID Control

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