基于PID改进型互补滤波

针针对四旋翼飞行器姿态解算过程中,噪声干扰误差较大、漂移量难以控制的问题,基于PID控制,设计了一种改进型互补滤波。这种改进在于分别针对加速度计和陀螺仪设计了PI和PD控制器。实验证明这种基于PID改进型互补滤波能有效的消除噪声误差和抖动误差,并能通过补偿预调节机制收敛积分漂移,可以很好的跟踪飞行器姿态,达到优化飞行控制有效性和准确性的效果。

基于改进互补滤波的小型无人机MEMS姿态解算

针对小型无人机姿态解算中MEMS器件的误差导致的姿态精度问题,利用MEMS加速度计和陀螺仪组成的小型低成本姿态测量单元,基于欧拉角法对小型无人机姿态角进行计算更新,并且提出一种改进型互补滤波算法精确姿态角。实验结果表明,对比于传统的互补滤波,文中提出的改进型互补滤波算法的收敛性和平滑性更好,能有效对小型无人机的姿态进行跟踪和测量,降低了MEMS姿态测量单元的误差影响。

基于行人运动模态辨识的室内外无缝导航航向算法研究

目前行人导航航向解算算法均基于导航传感器在行人身体上的固定安装模式,或者依赖其他射频信息辅助修正陀螺航向,这极大约束了导航传感器的适用条件。为此,利用陀螺对低频噪声的敏感性及加速度计低频的稳定性,提出了解决行人手持手机稳态查看与非稳态摇摆的运动模态辨识算法和基于时域互补滤波器实现姿态的最优融合方法;研究了改进型互补滤波以消除行人的运动加速度对姿态解算的干扰误差,提高了载体姿态的测量精度;此外,利用磁传感器标定后的数据设计了自适应卡尔曼滤波算法,抑制了航向角的误差发散。经实际数据测试验证,室内外行人手持稳态与非稳态下的航向角测量精度提高了80%,同时大大提高了导航传感器的适用性与便携性,满足实际工程的使用需求。

无人飞行器姿态稳定性优化控制仿真研究

针对旋翼飞行器在使用捷联惯性导航时的姿态漂移以及不同环境中飞行器稳定性差等问题,常用的姿态解算方法很难实现机体姿态的准确解算。因此提出一种有效的数据融合方案,对AHRS中加速度计、陀螺仪和磁力计输出的数据进行滤波融合。AHRS系统采用了三轴加速度计、三轴陀螺仪与三轴磁力计为一体的高性能惯性测量单元ADIS16405,用四元数的方法来描述飞行器运动的姿态。为了减轻AHRS的负担提高系统实时性和准确性,数据融合采用运算量较小的最速下降法和改进型二阶互补滤波相结合的方法。实验结果表明,上述系统较好地解决了振动干扰与姿态优化问题,实现了长时间输出稳定的姿态数据。