本文關(guān)鍵詞：四軸飛行器自主飛行的研究　出處：《長沙理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：四軸飛行器被越來越多地應(yīng)用到軍事、高危作業(yè)及一般民用領(lǐng)域,例如對自然災(zāi)害或恐怖襲擊發(fā)生地區(qū)進(jìn)行情報(bào)信息的收集、實(shí)時(shí)監(jiān)測有害污染物的動(dòng)向和第一人物視角航拍等。四軸不但有巨大的實(shí)用價(jià)值,還具有很好的科研價(jià)值,它為慣性導(dǎo)航技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多技術(shù)領(lǐng)域提供了一個(gè)研究平臺(tái)。國內(nèi)針對四軸的研究主要集中在姿態(tài)控制上,對于四軸飛行器自主飛行控制的研究還比較少。從上述實(shí)用、科研等多方面考慮,論文設(shè)計(jì)了一種小型可自主飛行的四軸飛行器,做了以下工作:(1)詳細(xì)介紹了四軸飛行器的機(jī)械結(jié)構(gòu)和飛行原理,對其動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行了分析,建立了簡化的動(dòng)力學(xué)模型。采用PID控制算法設(shè)計(jì)了飛行控制器。(2)針對四軸飛行器自主飛行任務(wù),綜合考慮飛行路徑約束條件進(jìn)行了飛行路徑規(guī)劃。基于數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)算法提出了飛行軌跡規(guī)劃算法,在進(jìn)行多次飛行試驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)該算法飛行效果不理想�；诖�,在對目前國內(nèi)外應(yīng)用較多的飛行軌跡規(guī)劃算法進(jìn)行改進(jìn)后,提出了飛行軌跡規(guī)劃改進(jìn)算法,使得飛行器能夠按照預(yù)定路徑進(jìn)行自主飛行。(3)設(shè)計(jì)了飛行任務(wù)控制器。飛行任務(wù)控制器根據(jù)規(guī)劃的飛行軌跡,給出飛行控制輸入量,指揮四軸飛行器按照預(yù)定規(guī)劃路徑進(jìn)行自主飛行,是飛行任務(wù)控制系統(tǒng)的核心部分。(4)對飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件設(shè)計(jì),給出了相應(yīng)硬件原理圖和控制系統(tǒng)軟件流程圖。利用Matlab/Simulink控制系統(tǒng)仿真平臺(tái),采用最優(yōu)PID自整定方法,對飛行控制器進(jìn)行了仿真,并對仿真曲線進(jìn)行了具體分析。最后,制作了四軸飛行器試驗(yàn)樣機(jī)并進(jìn)行了飛行試驗(yàn),試驗(yàn)表明樣機(jī)能夠按照預(yù)定規(guī)劃路徑進(jìn)行自主飛行。論文在考慮飛行路徑約束條件的前提下,進(jìn)行了飛行路徑規(guī)劃�；跀�(shù)控插補(bǔ)算法,給出了飛行軌跡規(guī)劃算法;對目前國內(nèi)外應(yīng)用廣泛的飛行軌跡規(guī)劃算法進(jìn)行改進(jìn)后,提出了一種飛行軌跡規(guī)劃改進(jìn)算法。設(shè)計(jì)了一個(gè)飛行任務(wù)控制器,使得飛行器能夠按照預(yù)定規(guī)劃路徑進(jìn)行自主飛行。通過仿真和飛行試驗(yàn),驗(yàn)證了飛行控制器和飛行軌跡規(guī)劃算法的可行性,實(shí)現(xiàn)了自主飛行的目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V279;V249

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1 江東;;飛艇:自主飛行的方舟[J];大飛機(jī);2012年02期

2 王輝,徐錦法,高正;基于開放平臺(tái)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自主飛行控制系統(tǒng)研究[J];信息與控制;2005年02期

3 林金永;張春俠;周春梅;羅丹彥;孫圣和;;飛行器自主飛行編隊(duì)領(lǐng)航者重選方法建模研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2009年S2期

4 ;我國研制成功救災(zāi)救援自主飛行機(jī)器人[J];機(jī)械;2009年06期

5 鄭祥明;昂海松;;微型飛行器自主飛行專家模糊控制技術(shù)[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

6 ;讀來讀往[J];航空制造技術(shù);2009年08期

7 張文豪;陳立定;吳慶家;;基于S3C4510B的飛艇自主飛行控制平臺(tái)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2009年14期

8 ;軍事動(dòng)態(tài)[J];國際航空;2008年08期

9 陳天華;郭培源;周鷹;盧思翰;;一種自主飛行的小型無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];航空精密制造技術(shù);2006年04期

10 譚雁英;趙榮椿;祝小平;張波;;一種自主飛行無人機(jī)搜索目標(biāo)的導(dǎo)航控制策略[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 本報(bào)通訊員 江東;飛艇：自主飛行的方舟[N];中國民航報(bào);2013年

2 記者　劉洋;俄計(jì)劃發(fā)射太空“移動(dòng)”實(shí)驗(yàn)室[N];人民日報(bào);2006年

3 華凌;世界最小鼓翼無人機(jī)擁有3D視野[N];科技日報(bào);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 鄭海潮;四軸飛行器自主飛行控制及避障系統(tǒng)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

2 徐大遠(yuǎn);四軸飛行器自主飛行的研究[D];長沙理工大學(xué);2015年

3 尹彥清;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)動(dòng)態(tài)逆自主飛行控制系統(tǒng)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

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