四旋翼无人机建模及其四元数控制律设计

摘要

对四旋翼无人机进行建模与控制。在建模时采用了物理机理建模方法,尤其是对电机和螺旋桨进行了详细的建模,然后应用四元数对所建的模型进行了姿态角的控制。首先将欧拉角转换为四元数,然后求出误差四元数,接着由误差四元数推导出所要转动的角度和所要绕的轴。在此基础上,又对各个方向上的速度进行了控制,并与PID控制结果进行了对比。仿真结果表明,基于四元数的控制律更能有效地控制四旋翼速度较大的情况。