四旋翼飛行器因機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)、可在狹窄空間飛行、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn),成為近年的研究熱點(diǎn)。由于四旋翼是一種典型的非線性、強(qiáng)耦合、多變量的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并且極易受到外界干擾的影響,因此其控制器的設(shè)計(jì)成為飛行器應(yīng)用研究的難點(diǎn)和重點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了帶有干擾觀測(cè)器的反演滑模動(dòng)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(duì)飛行原理進(jìn)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(dòng)力學(xué)模型與電機(jī)螺旋槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型,并根據(jù)以上模型設(shè)計(jì)了四旋翼飛行器的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),針對(duì)其欠驅(qū)動(dòng)的特性對(duì)控制通道進(jìn)行了合理分配。其次,設(shè)計(jì)了積分型反演滑模動(dòng)態(tài)面控制器實(shí)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(yīng)特性與控制性能,引入積分項(xiàng)消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差,并結(jié)合動(dòng)態(tài)面控制解決計(jì)算復(fù)雜度的問題,最終設(shè)計(jì)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(dòng)以及自身飛行時(shí)產(chǎn)生的噪聲干擾,設(shè)計(jì)了非線性干擾觀測(cè)器對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)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(dòng)態(tài)面控制器的基礎(chǔ)上,... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(yùn)動(dòng)：輸入信號(hào)使電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度相同，且生成的總升力等于其自??

??大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???災(zāi)?Ｖ?．?（＠）??圖２．４俯仰運(yùn)動(dòng)控制原理??Ｆｉｇ．?２．４?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｐｉｔｃｈ?ｍｏｔｉｏｎ??（４）橫滾運(yùn)動(dòng)：將俯仰運(yùn)動(dòng)的兩組電機(jī)的狀態(tài)互換，運(yùn)用相同的機(jī)理使飛??行器的拉力發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)橫滾運(yùn)動(dòng)。??圖２．５橫滾運(yùn)動(dòng)控制原理??Ｆｉｇ．?２．５?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｒｏｌｌ?ｍｏｔｉｏｎ??（５）偏航運(yùn)動(dòng)：電機(jī)帶動(dòng)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(jī)轉(zhuǎn)速相同時(shí)反扭矩可以相互補(bǔ)償而抵消，從而保持整體轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定。因??此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)相反的電機(jī)轉(zhuǎn)速不同時(shí)，四旋翼的機(jī)體則會(huì)由于反扭矩的作用，向著??與其方向相反的方向進(jìn)行偏航運(yùn)動(dòng)。??圖２．６偏航運(yùn)動(dòng)控制原理??Ｆｉｇ．?２．６?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｙａｗ?ｍｏｔｉｏｎ??９??

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【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2927208