无人机嵌入式控制系统研究与设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

随着卫星及无人机技术的迅猛发展，微机电系统技术在国防、军工、民用产品等各方面的广泛应用，飞行器的小型化和信息化的进程不断加速使得具有广泛用途的无人机（unmanned aerial vehicles，uav）成为许多国家的研究热点。

近年来，无人机的应用和研究受到有关各个方面的广泛重视。世界主要国家在发展长航时无人机和作战无人机的同时，也着力发展小型和微型无人机，不断研制无人机小型化，甚至微型化的技术。世界军事强国特别是美国对微小型无人机的需求口益提高，并力求使其在作战中发挥更大的作用。随着嵌入式处理器、微传感器技术和控制理论的发展，微机电系统技术在军事武器、民用产品等各方面的广泛应用，世界各国都开始竞相开发研制遥控式、半自主式或自主式的单兵可携带的微小型无人机，并逐步装备部队。微型无人机可以完成超低空侦察、干扰、监视等各种复杂的任务。载有全天候图像传感器的微小型无人机可以近距离对目标实施侦察监视。

在现代信息化条件下的战争中，基层指挥人员利用便携式卫星传输装置，可以接近实时的方式收到无人机侦察到的战区级敌情的图像信息。但是，不论是卫星、间谍飞机还是无人侦察机，都很难为前线指挥员提供小范围内的具体敌情，微小型无人机的出现正迎合了这种需求。微小型旋翼无人机具有使用灵活、体积小、成本低等优点，是无人机发展的主要类型之一，它可以完成超低空侦察、干扰、监视等各种复杂的任务。载有全天候图像传感器的小型飞行器可以在}o-loo米的高度，甚至更近的距离对目标实施侦察监视。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究（设计）的基本内容与目标

本文提出一种四旋翼无人飞行器，建立飞行器的动力学模型，构建了四旋翼自主控制体系结构。本文通过计算机仿真实验与原型机飞行实验相结合的方式，重点研究四旋翼飞行器的姿态与自主导航控制以及自主避障，最终达到了良好的飞行性能(技术指标:抗风级数4级，姿态控制精度士2度，平动控制精度士1米)。此外，自主设计了四旋翼无人机的地面控制站软件系统，为地面操作员实时对飞行器的监视提供了一个友好的人机交互平台。

2.2论文章节安排

本文主要针对多旋翼无人机的特点，研制出一款可搭载在多旋翼无人机进行使用的控制系统，以使得无人机能够搭载此系统达到自主飞行能力为研究目标。研究的内容主要为控制系统的硬件设计、软件设计、数据处理、姿态角解算、自主导航算法、避障系统设计，最后在四旋翼无人机上搭载该系统进行实际飞行测试。

本文的组织结构如下:

3. 研究计划与安排

表1 进度安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1]tzung-pei hong, chai-ying leeb, induction of fuzzy rules and membershipfunctions from training examples.received january 1995; revised i august 1995

[2]钟佳朋，四旋翼无人机的导航与控制.硕士学位论文，哈尔滨:哈尔滨工业大学，2010

[3]鲜斌，刘洋，张旭，曹美会，基于视觉的小型四旋翼无人机自主飞行控制.机械工程学报，2015