本文關(guān)鍵詞：無人機(jī)最簡控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 無人機(jī)廣泛的應(yīng)用價值、尤其是在軍事上的重要性已經(jīng)得到國內(nèi)外的高度重視，，而無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)是無人機(jī)能夠安全飛行的基本前提。本文主要利用現(xiàn)代控制理論的方法研究無人機(jī)傳感器系統(tǒng)最簡配置時的最簡控制系統(tǒng)。 首先對對象特性進(jìn)行建模，以長空無人機(jī)為例，將無人機(jī)機(jī)的運動抽象為6自由度剛體運動的12階微分方程，并在此基礎(chǔ)上對模型進(jìn)行配平和線性化。 隨后介紹了本文控制律設(shè)計時采用的方法：現(xiàn)代控制理論多變量控制技術(shù)的線性二次型LQ方法，詳細(xì)說明了線性二次型的理論、算法以及應(yīng)用；并以法向過載控制模態(tài)為例，將線性二次型運用到飛行控制系統(tǒng)的控制律設(shè)計中。 接下來主要研究了基于垂直陀螺和GPS，以及基于三軸角速率陀螺和GPS兩種傳感器配置情形的最簡控制技術(shù)，并將線性二次型LQ技術(shù)運用到最簡控制的控制律設(shè)計中。 最后，控制增益分別在不同的平衡點處和非線性模型中進(jìn)行仿真驗證，驗證控制律的設(shè)計在整個飛行包線范圍內(nèi)的魯棒性。 大量的仿真分析表明，最簡控制在工程中是可實現(xiàn)的。
【關(guān)鍵詞】：無人機(jī) 線性二次型LQ 最簡控制 飛行控制 仿真
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：V249
【目錄】：

• 第一章 緒論11-15
• 1．1 引言11
• 1．2 飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀11-12
• 1．3 最簡控制系統(tǒng)概述12-13
• 1．4 本文內(nèi)容13-14
• 1．5 本文的主要貢獻(xiàn)14-15
• 第二章 對象特性的建模15-21
• 2．1 蘇聯(lián)坐標(biāo)體制下的無人機(jī)數(shù)學(xué)模型15-18
• 2．1．1 數(shù)學(xué)模型15-17
• 2．1．2 無人機(jī)空氣動力的計算17-18
• 2．2 飛機(jī)模型的配平和線性化18-20
• 2．2．1 配平18-20
• 2．2．2 線性化20
• 2．3 小結(jié)20-21
• 第三章 線性二次型及其在控制律設(shè)計中的應(yīng)用21-36
• 3．1 線性二次型LQ技術(shù)概述21
• 3．2 輸出反饋線性二次型調(diào)節(jié)器LQR21-24
• 3．2．1 輸出反饋線性二次型調(diào)節(jié)器描述21-22
• 3．2．2 輸出反饋調(diào)節(jié)器LQR求解22-23
• 3．2．3 輸出反饋調(diào)節(jié)器LQR求解的條件23-24
• 3．3 輸出反饋線性二次型跟蹤器（LQT）24-29
• 3．3．1 輸出反饋線性二次型跟蹤器LQT的結(jié)構(gòu)24-26
• 3．3．2 指令跟蹤問題的一般描述26-27
• 3．3．3 性能指標(biāo)27-28
• 3．3．4 輸出反饋線性二次型跟蹤器的LQR求解28-29
• 3．4 改進(jìn)性能指標(biāo)的LQ技術(shù)29-31
• 3．4．1 限制反饋陣29
• 3．4．2 固定增益29
• 3．4．3 偏差加權(quán)29-30
• 3．4．4 時間加權(quán)30-31
• 3．5 法向過載控制模態(tài)的控制律設(shè)計31-35
• 3．5．1 法向過載控制增穩(wěn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)31-32
• 3．5．2 法向過載模態(tài)的控制律設(shè)計32-35
• 3．5．2．1 PI型補償器32-34
• 3．5．2．2 I型補償器34-35
• 3．6 小結(jié)35-36
• 第四章 基于垂直陀螺和GPS的最簡控制系統(tǒng)36-63
• 4．1 最簡控制概述36-37
• 4．2 控制系統(tǒng)設(shè)計方法37-38
• 4．3 控制系統(tǒng)設(shè)計思想與控制結(jié)構(gòu)38-39
• 4．3．1 總體思想38
• 4．3．2 控制結(jié)構(gòu)38-39
• 4．4 縱向控制系統(tǒng)方案39-44
• 4．4．1 姿態(tài)控制回路39-42
• 4．4．1．1 控制結(jié)構(gòu)與控制策略39-40
• 4．4．1．2 PID控制40-41
• 4．4．1．3 PD控制41
• 4．4．1．4 工程實現(xiàn)中的問題41-42
• 4．4．2 高度控制系統(tǒng)42-44
• 4．4．2．1 控制結(jié)構(gòu)與控制策略42-43
• 4．4．2．2 推測算法43-44
• 4．5 橫側(cè)向控制系統(tǒng)方案44-49
• 4．5．1 荷蘭滾控制模態(tài)（偏航阻尼器）44-46
• 4．5．1．1 控制結(jié)構(gòu)與控制策略44-45
• 4．5．1．2 偏航角速率信號的獲取45-46
• 4．5．2 滾轉(zhuǎn)控制模態(tài)46
• 4．5．3 航跡控制模態(tài)46-49
• 4．5．3．1 基于側(cè)偏和側(cè)偏速率的控制方案47
• 4．5．3．2 基于側(cè)偏和偏航角的控制方案47
• 4．5．3．3 基于側(cè)偏的控制方案47-48
• 4．5．3．4 工程化設(shè)計方案以及推測算法48-49
• 4．6 縱向控制律設(shè)計49-56
• 4．6．1 姿態(tài)控制回路設(shè)計49-54
• 4．6．1．1 PID結(jié)構(gòu)（1）49-52
• 4．6．1．2 PID結(jié)構(gòu)（2）52-53
• 4．6．1．3 PD結(jié)構(gòu)53-54
• 4．6．2 高度控制回路設(shè)計54-56
• 4．7 橫側(cè)向控制律設(shè)計56-62
• 4．7．1 荷蘭滾和滾轉(zhuǎn)控制回路設(shè)計56-61
• 4．7．1．1 滾轉(zhuǎn)模態(tài)基于PID（1）的控制56-59
• 4．7．1．2 滾轉(zhuǎn)模態(tài)基于PID（2）的控制59-60
• 4．7．1．3 滾轉(zhuǎn)模態(tài)基于PD結(jié)構(gòu)的控制60-61
• 4．7．2 航跡控制回路設(shè)計61-62
• 4．8 小結(jié)62-63
• 第五章 基于角速率陀螺和GPS的最簡控制系統(tǒng)63-70
• 5．1 控制系統(tǒng)設(shè)計思想63
• 5．2 縱向控制系統(tǒng)63-65
• 5．2．1 高度控制系統(tǒng)控制策略與控制結(jié)構(gòu)64
• 5．2．2 工程實現(xiàn)中的問題64-65
• 5．2．3 高度控制的控制律設(shè)計65
• 5．3 橫側(cè)向控制系統(tǒng)65-69
• 5．3．1 控制策略與控制結(jié)構(gòu)66-67
• 5．3．1．1 荷蘭滾控制模態(tài)（偏航阻尼器）66
• 5．3．1．2 滾轉(zhuǎn)控制模態(tài)66
• 5．3．1．3 航跡控制模態(tài)66-67
• 5．3．2 控制律設(shè)計67-69
• 5．3．2．1 內(nèi)回路67-68
• 5．3．2．2 外回路68-69
• 5．4 小結(jié)69-70
• 第六章 最簡控制系統(tǒng)的仿真與分析70-78
• 6．1 線性模型仿真70-72
• 6．2 非線性模型仿真72-76
• 6．2．1 基于垂直陀螺和GPS配置的控制系統(tǒng)仿真74-76
• 6．2．2 基于三軸角速率陀螺和GPS配置的控制系統(tǒng)仿真76
• 6．3 小結(jié)76-78
• 結(jié)束語78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83

【引證文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：無人機(jī)最簡控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：270526