四旋翼飛行器憑借簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的飛行方式以及廣闊的應(yīng)用前景成為現(xiàn)今研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一,然而由于其強(qiáng)耦合、非線性和對(duì)外界干擾敏感等復(fù)雜特性,使得系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)具有很大的難度。本文以四旋翼飛行器為研究對(duì)象,在建立飛行器模型的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)自適應(yīng)能力強(qiáng)和魯棒性好的飛行控制器以保證飛行品質(zhì)和實(shí)現(xiàn)安全可靠飛行。首先,詳細(xì)描述了四旋翼飛行器的飛行原理,利用動(dòng)量定理和葉素理論分析了旋翼基本動(dòng)力學(xué),結(jié)合飛行器的受力情況,采用歐拉角表示法建立了非線性數(shù)學(xué)模型并分析了其特性。其次,在分析控制系統(tǒng)總體框架和明確內(nèi)、外回路控制器功能的基礎(chǔ)上,針對(duì)四旋翼飛行器易受外部擾動(dòng)和模型不確定等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種基于魯棒伺服線性二次型控制和魯棒模型參考自適應(yīng)控制相結(jié)合的姿態(tài)內(nèi)回路控制器,有機(jī)融合了兩種控制方式的優(yōu)點(diǎn),增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性,實(shí)現(xiàn)了飛行姿態(tài)的高效精確控制。然后,為滿足飛行器定點(diǎn)懸停和軌跡飛行的需求,設(shè)計(jì)了基于經(jīng)典控制理論的速度和位置控制器,根據(jù)飛行器的多種飛行任務(wù),制訂了相應(yīng)的制導(dǎo)指令和控制策略,實(shí)現(xiàn)了飛行器的指令飛行和自主飛行功能。最后,搭建了Matlab/Simulink下的數(shù)值仿真環(huán)境,完成了四旋翼飛行器的飛行仿真。仿真結(jié)果驗(yàn)證了飛行控制律的魯棒性和制導(dǎo)指令的合理性,表明在外界干擾和參數(shù)攝動(dòng)的不利影響下,控制器仍然能夠有效穩(wěn)定地跟蹤指令且滿足控制要求。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V249.1
【部分圖文】：

OS4Ⅱ國(guó)內(nèi)雖然起步較晚，但是也在積極開展研究并取得了一定成果

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉一莎;楊晟萱;王偉;;四旋翼飛行器的自抗擾飛行控制方法[J];控制理論與應(yīng)用;2015年10期

2 楊柳;劉金琨;;基于干擾觀測(cè)器的四旋翼無(wú)人機(jī)軌跡跟蹤魯棒控制[J];飛行力學(xué);2015年04期

3 甄紅濤;齊曉慧;李杰;蘇立軍;田慶民;;四旋翼無(wú)人機(jī)L_1自適應(yīng)塊控反步姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)[J];控制與決策;2014年06期

4 趙述龍;安宏雷;劉建平;馬宏緒;;四旋翼飛行器模型的氣動(dòng)參數(shù)辨識(shí)[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2013年08期

5 吳成富;劉小齊;馬松輝;;四旋翼無(wú)人機(jī)建模及其四元數(shù)控制律設(shè)計(jì)[J];飛行力學(xué);2013年02期

6 吳成富;劉小齊;袁旭;;四旋翼無(wú)人機(jī)建模及其PID控制律設(shè)計(jì)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2012年16期

7 第五鵬杰;楊樹興;;微小型多旋翼飛行器的非線性建模研究[J];兵工自動(dòng)化;2012年06期

8 宿敬亞;樊鵬輝;蔡開元;;四旋翼飛行器的非線性PID姿態(tài)控制[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2011年09期

9 張博翰;蔡志浩;王英勛;;電動(dòng)VTOL飛行器雙目立體視覺(jué)導(dǎo)航方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2011年07期

10 岳基隆;張慶杰;朱華勇;;微小型四旋翼無(wú)人機(jī)研究進(jìn)展及關(guān)鍵技術(shù)淺析[J];電光與控制;2010年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 李辰;面向四旋翼無(wú)人機(jī)的非線性控制方法與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2017年

2 安宏雷;四旋翼無(wú)人機(jī)幾何滑模姿態(tài)控制技術(shù)和抗擾應(yīng)用研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 許云清;四旋翼飛行器飛行控制研究[D];廈門大學(xué);2014年

2 余t

本文編號(hào)：2829564