本文關(guān)鍵詞：基于速度控制的四旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：近些年,人們充分認識到無人機的作用,世界各國大力發(fā)展無人機產(chǎn)業(yè),無人機成為研究的熱點。無人機主要分為固定翼和旋翼兩大類。旋翼相較于固定翼能夠懸停,可以用來航拍、監(jiān)控等。四旋翼具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的特點,成為旋翼無人機的研究熱門。對于沒有駕駛員的無人機而言,飛行控制系統(tǒng)就是無人機的駕駛員,在飛機各種飛行活動中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。鑒于以上原因,本文自擬題目,自建四旋翼飛行器。對四旋翼飛行器的飛行控制算法進行研究。本文研究的主要內(nèi)容:1.對無人機進行了概述:介紹了無人機特點,闡述飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程,羅列了幾種常用的飛控系統(tǒng),在結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上介紹了幾種典型的高性能無人機。2.對研究的四旋翼建立數(shù)學(xué)模型:介紹了四旋翼的機械結(jié)構(gòu)和飛行原理,設(shè)定了兩個常用坐標系,對機體的受力情況進行分析,求解出模型的動力學(xué)方程;在給定的飛行器線速度和角速度方程的基礎(chǔ)上求解出運動學(xué)方程,從動力學(xué)和運動學(xué)兩個方面對四旋翼進行建模,最后結(jié)合四旋翼飛行器的實際飛行情況,對四旋翼飛行器的非線性方程組進行簡化。3.介紹了PID算法和基于四元數(shù)方法設(shè)計控制器的理論知識:從理論方面闡述兩種控制方法的原理,并給出了相關(guān)整定和參數(shù)求解方法。4.利用MATLAB平臺將PID和基于四元數(shù)方法設(shè)計的算法仿真,并對兩種方法的仿真結(jié)果進行比較。本文的創(chuàng)新點:本文采用PID控制和基于四元數(shù)兩種方法進行了控制律的設(shè)計。仿真結(jié)果表明:本文中設(shè)計的控制律能夠?qū)λ男盹w行器的速度進行有效的控制,特別是當速度較大的情況時,基于四元數(shù)方法相比于PID控制具有更好的控制效果。本文建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了飛行控制算法,為四旋翼飛行器的研究提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V249.1

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1 宋亞平;淺談旋翼的防腐維護[J];航空維修與工程;2004年04期

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本文編號：1214551