無(wú)人機(jī)飛控基本原理及構(gòu)成-教程課件

像飛控一樣去思考像飛控一樣去常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)飛控傳感器陀螺儀氣壓計(jì)加速度計(jì)電子羅盤(pán)GPS常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)飛控傳感器陀螺儀氣壓計(jì)加速度計(jì)電子羅盤(pán)GPS陀螺儀（角速度計(jì)）基于角動(dòng)量守恒的理論，用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置。陀螺儀（角速度計(jì)）基于角動(dòng)量守恒的理論，用高速回轉(zhuǎn)體傳統(tǒng)機(jī)械陀螺儀示意傳統(tǒng)機(jī)械陀螺儀示意陀螺儀種類機(jī)械陀螺儀光纖陀螺儀MEMS陀螺儀陀螺儀種類機(jī)械陀螺儀光纖陀螺儀MEMS陀螺儀陀螺儀常見(jiàn)的使用領(lǐng)域“某米”九號(hào)平衡車火箭/導(dǎo)彈“某米”運(yùn)動(dòng)手環(huán)陀螺儀常見(jiàn)的使用領(lǐng)域“某米”九號(hào)平衡車火箭/導(dǎo)彈“某米”運(yùn)動(dòng)加速度計(jì)加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速度的傳感器傳感器在加速過(guò)程中，通過(guò)對(duì)質(zhì)量塊所受慣性力的測(cè)量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。加速度計(jì)加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速度的傳感器加速度計(jì)基本原理加速度計(jì)基本原理慣性測(cè)量單元（IMU）慣性測(cè)量單元是測(cè)量物體三軸姿態(tài)角(或角速率)以及加速度的裝置。一般的，一個(gè)IMU包含了三個(gè)單軸的加速度計(jì)和三個(gè)單軸的陀螺，加速度計(jì)檢測(cè)物體在載體坐標(biāo)系統(tǒng)獨(dú)立三軸的加速度信號(hào)，而陀螺檢測(cè)載體相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號(hào)，測(cè)量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態(tài)。慣性測(cè)量單元（IMU）慣性測(cè)量單元是測(cè)量物體三軸姿態(tài)氣壓計(jì)根據(jù)大氣壓強(qiáng)檢測(cè)檢測(cè)當(dāng)前高度的裝置。氣壓計(jì)根據(jù)大氣壓強(qiáng)檢測(cè)檢測(cè)當(dāng)前高度的裝置。磁力計(jì)（Magnetic、M-Sensor）也叫地磁、磁感器，可用于測(cè)試磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向，定位設(shè)備的方位，磁力計(jì)的原理跟指南針原理類似，可以測(cè)量出當(dāng)前設(shè)備與東南西北四個(gè)方向上的夾角。磁力計(jì)（電子羅盤(pán)）磁力計(jì)（Magnetic、M-Sensor）也叫地磁、磁感器衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS（美國(guó)）格洛納斯（俄羅斯）伽利略（歐洲）北斗（中國(guó)）衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS（美國(guó)）格洛納斯（俄羅斯）伽利略（歐洲）北GPS

GPS是英文GlobalPositioningSystem（全球定位系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱。GPS起始于1958年美國(guó)軍方的一個(gè)項(xiàng)目，1964年投入使用。20世紀(jì)70年代，美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制了新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS。主要目的是為陸?？杖箢I(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)搜集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，經(jīng)過(guò)20余年的研究實(shí)驗(yàn)，耗資300億美元，到1994年，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。GPSGPS是英文GlobalPositionin衛(wèi)星定位系統(tǒng)基本原理衛(wèi)星定位系統(tǒng)基本原理GPS三大要素位置速度高度GPS三大要素位置速度高度RTK（載波相位差分技術(shù)）實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)量站載波相位觀測(cè)量的差分方法，將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī)，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。RTK（載波相位差分技術(shù)）實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)量站載波相位RTK示意RTK示意超聲波傳感器超聲波傳感器光流傳感器光流傳感器微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem），也叫做微電子機(jī)械系統(tǒng)、微系統(tǒng)、微機(jī)械等，指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置。MEMS系統(tǒng)微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS,Micro-Electro-描述一個(gè)剛體坐標(biāo)系和參考坐標(biāo)系之間的角度位置關(guān)系。也就是pitch（俯仰）、YAW（航向）、ROLL（橫滾）。姿態(tài)描述一個(gè)剛體坐標(biāo)系和參考坐標(biāo)系之間的角度位置關(guān)系。也

也就是姿態(tài)轉(zhuǎn)換方法，控制器如何采集姿態(tài)傳感器數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行融合，根據(jù)融合的數(shù)據(jù)判斷自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。算法也就是姿態(tài)轉(zhuǎn)換方法，控制器算法飛控解碼出姿態(tài)傳感器的數(shù)據(jù)之后，隨即將兩者進(jìn)行融合的結(jié)果對(duì)姿態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，通過(guò)信號(hào)對(duì)電調(diào)進(jìn)行控制，這種控制方式就叫做PID控制。P(比例)I（積分）D（微分）PID控制飛控解碼出姿態(tài)傳感器的數(shù)據(jù)之后，隨即將兩者進(jìn)行融合的卡爾曼濾波（K