目前無(wú)人機(jī)應(yīng)用廣泛但大部分應(yīng)用局限于航拍和巡檢,還不能和環(huán)境進(jìn)行主動(dòng)“接觸”,對(duì)環(huán)境中的物體進(jìn)行交互。為實(shí)現(xiàn)與環(huán)境的交互,無(wú)人機(jī)通常需要搭載額外傳感器（如機(jī)械臂、相機(jī)、其他測(cè)量傳感器等）以完成各項(xiàng)任務(wù),然而由于無(wú)人機(jī)有限的負(fù)載,搭載的傳感器受到諸多限制;加上搭載傳感器會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的弊端,如無(wú)人機(jī)的重心偏移、傳感器運(yùn)動(dòng)對(duì)飛行產(chǎn)生的擾動(dòng),導(dǎo)致無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到很大影響。針對(duì)以上問(wèn)題,本文在保證實(shí)際無(wú)人機(jī)系統(tǒng)下,從旋翼飛行機(jī)械臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型建立、控制器設(shè)計(jì)、路徑規(guī)劃和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方面進(jìn)行研究,本文主要工作如下:（1）首先針對(duì)飛行機(jī)械臂系統(tǒng)建模難的問(wèn)題,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析并建立相應(yīng)的坐標(biāo)系,引入偽速度并通過(guò)歐拉-龐卡萊方程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模,得到了無(wú)人機(jī)的動(dòng)力學(xué)方程并設(shè)計(jì)控制器進(jìn)行分析驗(yàn)證,為改善后系統(tǒng)的穩(wěn)定分析和控制設(shè)計(jì)提供依據(jù)。（2）其次針對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)對(duì)無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性影響,設(shè)計(jì)了基于指數(shù)趨近率的滑模PID控制器。在飛行機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上,與傳統(tǒng)的PID控制方法進(jìn)行控制性能的對(duì)比分析,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了滑模PID有效減弱擾動(dòng)影響、增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性和魯棒性的性能。（3）在保證無(wú)人機(jī)穩(wěn)定性... 

【文章來(lái)源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

無(wú)人機(jī)的航拍、植保、巡檢應(yīng)用目前多旋翼無(wú)人機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)行業(yè)，但是其應(yīng)用方向還很局限以

圖 1-1 無(wú)人機(jī)的航拍、植保、巡檢應(yīng)用目前多旋翼無(wú)人機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)行業(yè)，但是其應(yīng)用方向還很局限以航拍、監(jiān)控、巡檢等層面為主(如圖 1-1 所示)，可以發(fā)現(xiàn)在這些應(yīng)用方面無(wú)人機(jī)主要是作為一個(gè)搭載運(yùn)輸平臺(tái)，通過(guò)搭載的相機(jī)來(lái)進(jìn)行工作，而無(wú)人機(jī)本身卻無(wú)法與外界環(huán)境進(jìn)行“交互”，即根據(jù)觀測(cè)環(huán)境狀況自主完成特定的任務(wù)。此外，無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性和飛行路徑難以控制，目前市場(chǎng)上無(wú)人機(jī)的控制以遙控器為主，遙控器的缺點(diǎn)在于需要通過(guò)肉眼觀測(cè)并進(jìn)行手動(dòng)控制，其他還有通過(guò) GPS 實(shí)現(xiàn) PC 地面站的路徑導(dǎo)航，但這種方法的缺點(diǎn)是精度低或成本昂貴，且不能根據(jù)無(wú)人機(jī)所在環(huán)境進(jìn)行任務(wù)合理調(diào)配。

難度會(huì)相應(yīng)增大；普通的人工控制難以把控?zé)o人機(jī)覺(jué)、光流、超聲波等傳感器來(lái)輔助定位，為無(wú)人機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析機(jī)的起步時(shí)間較晚，但研究開(kāi)發(fā)的進(jìn)度也日益加快技有限公司主導(dǎo)，大疆由于以面向市場(chǎng)為主要目標(biāo)開(kāi)發(fā)平臺(tái)也屬于非開(kāi)源飛控；國(guó)內(nèi)目前開(kāi)源飛控博士、STC 等，這些無(wú)人機(jī)目前仍處于避障、定高發(fā)展受到諸多現(xiàn)在還好，國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)的發(fā)展目前主理論與實(shí)際相結(jié)合進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)。


本文編號(hào)：2896682