四旋翼飛行器因機動能力強、可在狹窄空間飛行、便于攜帶等優(yōu)點,成為近年的研究熱點。由于四旋翼是一種典型的非線性、強耦合、多變量的欠驅(qū)動系統(tǒng),并且極易受到外界干擾的影響,因此其控制器的設計成為飛行器應用研究的難點和重點。本文設計了帶有干擾觀測器的反演滑模動態(tài)面控制器,并采用模糊增益切換策略改善滑模抖振問題,以解決四旋翼飛行器的飛行穩(wěn)定性、控制器的魯棒性以及抗干擾能力等問題。首先,在對飛行原理進行分析的基礎(chǔ)上,建立了四旋翼飛行器的六自由度空氣動力學模型與電機螺旋槳執(zhí)行機構(gòu)模型,并根據(jù)以上模型設計了四旋翼飛行器的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),針對其欠驅(qū)動的特性對控制通道進行了合理分配。其次,設計了積分型反演滑模動態(tài)面控制器實現(xiàn)飛行器的軌跡跟蹤控制。采用反演滑�？刂品椒ūＷC控制器良好的響應特性與控制性能,引入積分項消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差,并結(jié)合動態(tài)面控制解決計算復雜度的問題,最終設計出控制效果良好的軌跡跟蹤控制器;另外,為克服所受到的外界有源擾動以及自身飛行時產(chǎn)生的噪聲干擾,設計了非線性干擾觀測器對其進行補償,以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。然后,為削弱滑�？刂葡到y(tǒng)產(chǎn)生的高頻滑模抖振,在積分型反演滑模動態(tài)面控制器的基礎(chǔ)上,... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?Ｑｂａｌｌ２飛行器模型??Ｆｉｇ．?２．１?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｑｂａｌｌ?２?ａｉｒｃｒａｆｔ??（ｉ）懸停運動：輸入信號使電機旋轉(zhuǎn)速度相同，且生成的總升力等于其自??

??大連海事大學碩士學位論文???災?Ｖ?．?（＠）??圖２．４俯仰運動控制原理??Ｆｉｇ．?２．４?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｐｉｔｃｈ?ｍｏｔｉｏｎ??（４）橫滾運動：將俯仰運動的兩組電機的狀態(tài)互換，運用相同的機理使飛??行器的拉力發(fā)生改變，從而實現(xiàn)橫滾運動。??圖２．５橫滾運動控制原理??Ｆｉｇ．?２．５?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｒｏｌｌ?ｍｏｔｉｏｎ??（５）偏航運動：電機帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)而形成的反扭矩是偏航姿態(tài)的原因。??兩組電機轉(zhuǎn)速相同時反扭矩可以相互補償而抵消，從而保持整體轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定。因??此，當旋轉(zhuǎn)相反的電機轉(zhuǎn)速不同時，四旋翼的機體則會由于反扭矩的作用，向著??與其方向相反的方向進行偏航運動。??圖２．６偏航運動控制原理??Ｆｉｇ．?２．６?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｙａｗ?ｍｏｔｉｏｎ??９??

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【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2927208