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研究飛行姿態(tài)控制系統(tǒng)的特征具有很多意義。AHRS被稱為航姿參考系統(tǒng)，航姿參考系統(tǒng)起源于飛行器方面的技術(shù)，隨著近幾年器件成本的降低，姿態(tài)控制系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于無人機，其中包括工業(yè)設(shè)備，攝影，地面與水下設(shè)備，虛擬現(xiàn)實技術(shù)，生命科學(xué)分析，游戲界面設(shè)計，室內(nèi)定位等需要三維姿態(tài)測量的產(chǎn)品中，而現(xiàn)在非常熱門的無人駕駛汽車的由于執(zhí)行任務(wù)時需要非常精確的導(dǎo)向，其中也需要航姿參考系統(tǒng)。

航姿參考系統(tǒng)的定義

航姿參考系統(tǒng)包括基于微機電技術(shù)的三軸陀螺儀，加速度計和磁強計。航姿參考系統(tǒng)與慣性測量單元的區(qū)別在于，航姿參考系統(tǒng)包括了嵌入式的姿態(tài)數(shù)據(jù)計算單元與航向信的息，其中慣性測量單元僅僅是提供了傳感器數(shù)據(jù)，并不具有提供準(zhǔn)確的可靠的姿態(tài)數(shù)據(jù)的功能。目前常用的航姿參考系統(tǒng)內(nèi)部多采用的是多傳感器數(shù)據(jù)融合進行的航姿解算單元為卡爾曼濾波器。

航姿參考系統(tǒng)的特點

航姿參考系統(tǒng)具有以下兩個特點：

1.精度高的360 度全方位姿態(tài)輸出，采用歐拉角技術(shù)的具有鎖，不能全方向轉(zhuǎn)動。

2.高效率的快速動態(tài)響應(yīng)與長時間穩(wěn)定性相結(jié)合。

飛機姿態(tài)控制系統(tǒng)的算法基礎(chǔ)

飛機姿態(tài)控制的過程中，是將陀螺儀和加速度及的測量值減常值誤差，得到角速度和加速度，并對角速度進行積分，然后對陀螺儀積分和加速度計的數(shù)值進行融合。融合分為兩部分，實時融合和長期融合，實時融合每一次算法周期都要執(zhí)行。

飛機姿態(tài)控制系統(tǒng)的濾波算法是卡爾曼濾波，它是一種線性系統(tǒng)的最優(yōu)估計濾波方法。對于飛機姿態(tài)控制而言，使用卡爾曼濾波的作用是通過對系統(tǒng)狀態(tài)量的估計，和通過加速度計測量值對系統(tǒng)狀態(tài)進行驗證，從而得到該系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)量，并實時更新系統(tǒng)的各參數(shù)(矩陣)，而最重要的一點，改濾波器能夠?qū)ν勇輧x的常值漂移進行估計，從而保證速率環(huán)的正常運行，并在加速度計敏感到各種有害加速度的時候，使姿態(tài)檢測更加準(zhǔn)確。

對于飛行器的姿態(tài)方位定位與檢測有著無可替代的作用，應(yīng)用于飛行姿態(tài)控制系統(tǒng)。為了使飛行運動簡單化，總是將一飛行器的空間運動分解為鉛錘平面的縱向運動和水平面內(nèi)的側(cè)向運動，將飛行器在空間的角運動分解成俯仰、偏航和滾動三個角運動。由于角運動使飛行器的姿態(tài)發(fā)生變化，所以對角運動的控制就是飛機姿態(tài)控制系統(tǒng)。

標(biāo)簽： 姿態(tài)控制系統(tǒng)