一种基于二级互补滤波的小型旋翼飞行器高度控制方法

摘要

该发明公开了一种基于二级互补滤波的小型旋翼飞行器高度控制方法，属于小型旋翼飞行器控制技术领域。该方法首先测量小型旋翼飞机的高度和速度参数，根据测量的高度和速度新型，通过改变飞行器输出动力，测量改变动力输出后飞行器的飞行姿态的变化来，反馈给动力输出，从而根据反馈回来的姿态信息重新实时调整动力输出，从而实时控制飞行器的高度。本发明二级互补滤波的测量方法在室内室外都能适用，精度高，成本低；而串级PID的控制方法不仅能稳定跟踪设定的高度，而且鲁棒性强，超调小。

主权项

一种基于二级互补滤波的小型旋翼飞行器高度控制方法，该方法包括：步骤1：测量飞行器所在位置的气压计值baro和飞行器的垂直加速度值acc；步骤2：设定截止频率其中a是权重，T是采样周期；步骤3：计算垂直方向速度高度h：计算垂直方向速度v时，其中a_v表示计算速度时的权重，v[k+1]为估计的垂直方向速度，baro[k]为上一采样时刻气压器测量值，acc[k]为上一时刻加速度垂直方向测量值；计算垂直高度时，h[k+1]＝a_h*baro[k]+(1‑a_h)*∫∫acc[k]dt，其中a_h表示计算高度时的权重，h[k+1]为估计的垂直方向高度，baro[k]为上一采样时刻气压器测量值，acc[k]为上一时刻加速度垂直方向测量值；步骤4：采用方法来控制小型旋翼飞行器的高度；其中，其中h为高度，h_d为期望的高度，v为垂直方向上的速度，v_d为垂直方向上的期望速度，k_p>0、k_v>0为常数，u为控制输入，m为飞行器质量，g为重力加速度，θ和φ分别为飞行器的俯仰角和滚转角。