PAGEPAGE261多旋翼無人機控制技術研究國內(nèi)外文獻綜述從人類誕生之處，人類就渴望能夠在天空中飛翔，所以古往今來世界各國的人們都在對飛機進行發(fā)明和探索，如戰(zhàn)國時期中國古代的科學家，軍事家墨子就曾發(fā)明了風箏，意大利科學家列奧納多.達芬奇就曾經(jīng)設計過滑翔機。但由于科學技術相對落后，沒能實現(xiàn)飛行的目的，對后人的探索和發(fā)明發(fā)揮了啟迪作用二十世紀有很多偉大的發(fā)明，其中最為耀眼的無疑是飛機的誕生。在1903年，來自美國的萊特兄弟在經(jīng)過無數(shù)次的失敗之后，制造了世界上第一架飛機，這是一架雙翼飛機，結(jié)構(gòu)非常簡單，但是可以通過自身動力實現(xiàn)飛行目的的飛機，為世界飛機發(fā)展史做出了不可磨滅的貢獻，實現(xiàn)了人類在天空中飛行的夢想。四旋翼飛行器在剛剛出現(xiàn)的時候，由于傳感器、微處理器等的發(fā)展還不是特別成熟,所以阻礙了四旋翼飛行器的進步，因此四旋翼無人機遲遲不能進人實用階段。GyroplaneNo.1(如圖1所示)是第一架四旋翼飛行器，在1907年成功升空，它是由來自法國的兄弟Breguet制造的多旋翼無人機,但飛行穩(wěn)定性非常差。由于發(fā)動機的技術受到限制，所以在后來的很長一段時間多旋翼飛行器都沒有得到實質(zhì)性的發(fā)展。圖1GyroplaneNo.1在二十世紀五十年代左右，M·K·Adman發(fā)明了第一款真正意義上的四旋翼飛行器，并且在試飛的時候成功飛行，從此掀開了無人機研究的新篇章，但是由于這架飛機太過笨重，導致飛行速度相對較慢，并且同時期的發(fā)動機技術的發(fā)展也相對落后，所以導致這個飛行器的續(xù)航能力比較差，此時對于直升機研究的相關技術已經(jīng)遠遠領先多旋翼無人機，而對于多旋翼無人機的研究才剛剛起步，控制技術比較落后，且飛行不平穩(wěn)，控制不精確等問題。所以人們幾乎不再關注多旋翼飛行器。近幾十年來隨著微控制器技術的巨大突破，以及新型材料，微機電系統(tǒng)(MEMS)、微慣導（MIMU）以及飛行控制技術的快速進步。在本世紀初，德國的公司發(fā)行了四旋翼無人機MD4-200（見圖2），MD4-200這款四旋翼無人機的機身采用了質(zhì)量更輕，強度更高的碳纖維材料，很大程度上減輕了無人機自身的重量，從而提高了無人機的飛行速度和續(xù)航能力，同時由于這款無人機搭載了云拍攝系統(tǒng)，所以在航空拍攝，指揮交通等領域發(fā)揮了巨大的作用。所以這款無人機一經(jīng)問世就受到了很強烈的反響。圖2MD4-200法國的無人機公司Parrot也在2011年出版發(fā)行了雙攝像頭四旋翼玩具飛機AR·Drone如圖3所示，從此無人機真正進入了大眾的視野。圖3AR.Drone四軸無人機在21世紀初，國內(nèi)才開始對于四旋翼飛行器的研究，發(fā)展較晚但是發(fā)展較為迅速。2001年，上海大學通過利用已有的相關技術，初步研究和設計四旋翼飛行器飛行控件設計和硬件設計。為實現(xiàn)自主控制奠定了基礎。2004年，國防科技大學的研究生對多旋翼無人機進行了數(shù)學建模，并在兩年后設計了四旋翼飛行器模型機。根據(jù)多旋翼無人機的飛行原理和相關知識建立了動力學模型，并且根據(jù)PID算法對無人機的飛行實現(xiàn)了平穩(wěn)控制。許多的玩具模型工廠也生產(chǎn)了很多小型四旋翼無人機。但四旋翼飛行器想要得到更進一步的發(fā)展，還需要突破很多關鍵技術的束縛。除了各大高校的研究攻關，多旋翼飛行器各方面技術的進步和成熟也離不開諸多消費級無人機公司的推動，而以大疆無人機創(chuàng)新科技有限公司為首的各個創(chuàng)業(yè)公司則成為了行業(yè)的引領者。2006年，大疆無人機創(chuàng)新科技有限公司(DJI)在深圳成立，是目前在商業(yè)應用最成功的公司，在民用無人機領域大約占全球市場份額的70%左右，在微型無人機領域也占相當大一部分比例，客戶遍布世界各個角落。大疆無人機公司致力于研發(fā)無人機的飛控系統(tǒng)和無人機的飛行平穩(wěn)性，為專業(yè)的航拍團隊提供科技支持。2013年1月，大疆無人機公司生產(chǎn)了“精靈”一代(如圖4所示)，這一產(chǎn)品打開了無人機在非專業(yè)領域的市場，使得大疆公司在市場上站穩(wěn)腳跟，為大疆公司成為這一行業(yè)引領者打下了堅實基礎。圖4大疆精靈1無人機2014年，億航科技公司在廣州成立，并且迅速發(fā)展，該公司注重科技研發(fā)和創(chuàng)新能力，在國內(nèi)無人機市場占據(jù)一定的比例。其中該公司生產(chǎn)的Ghost無人機(如圖5所示)實現(xiàn)了與智能手機的完美結(jié)合，僅僅通過手機就能控制無人機的姿態(tài)控制。打破了常規(guī)的遙控器控制的繁瑣操作過程，所以受到了業(yè)內(nèi)研發(fā)人員的認可，同時該公司也創(chuàng)下了幾項記錄，足以證明億航科技的實力。圖5億航Ghost飛行器參考文獻[1]何川,李智,王勇軍.

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