飛行控制系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)的重要組成部分,其主要功能是改善飛行品質(zhì)(包括固有運(yùn)動(dòng)特性、操縱特性、擾動(dòng)特性等)、協(xié)助航跡控制以及任務(wù)規(guī)劃。高品質(zhì)的飛行控制系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)安全飛行和完成復(fù)雜飛行任務(wù)的重要保障。論文中首先建立無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型,并針對(duì)所建立的運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行線(xiàn)性化解耦分組處理,將無(wú)人機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分解為縱向運(yùn)動(dòng)和側(cè)向運(yùn)動(dòng)。其次,分析典型飛行控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成,對(duì)常用的控制參數(shù)整定方法進(jìn)行了介紹并采用MATLAB工具來(lái)簡(jiǎn)化整定過(guò)程。根據(jù)線(xiàn)性化的運(yùn)動(dòng)方程,討論無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中控制回路的組成結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)在縱向和側(cè)向運(yùn)動(dòng)中不同的飛行控制規(guī)律。再次,針對(duì)無(wú)人機(jī)的航跡規(guī)劃問(wèn)題,論述了Dubins路徑規(guī)劃算法,并將Dubins算法應(yīng)用于無(wú)人機(jī)的自主飛行過(guò)程,以此來(lái)討論并設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)自主飛行時(shí)的控制方法。最后,分析無(wú)人機(jī)在起降過(guò)程中的受力與運(yùn)動(dòng)規(guī)律,分段討論在各過(guò)程中不同的控制策略,根據(jù)討論結(jié)果以及飛行器的對(duì)象特點(diǎn),設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)在起飛、著陸過(guò)程中的控制方案,保證無(wú)人機(jī)能夠安全的起飛并且成功的著陸。 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的背景及意義
    1.2 無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 飛行控制方法研究概況
    1.4 論文研究?jī)?nèi)容
2 無(wú)人機(jī)動(dòng)力學(xué)建模
    2.1 引言
    2.2 常用坐標(biāo)系及坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
        2.2.1 常用坐標(biāo)系定義
        2.2.2 飛行器運(yùn)動(dòng)參數(shù)
        2.2.3 坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換
        2.2.4 幾何關(guān)系方程
    2.3 氣動(dòng)力與氣動(dòng)力矩
    2.4 飛行器運(yùn)動(dòng)方程
        2.4.1 飛行器運(yùn)動(dòng)假設(shè)
        2.4.2 動(dòng)力學(xué)方程
        2.4.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        2.4.4 運(yùn)動(dòng)方程的變換
    2.5 小擾動(dòng)線(xiàn)性化模型
        2.5.1 線(xiàn)性化方法
        2.5.2 運(yùn)動(dòng)方程解禍
        2.5.3 運(yùn)動(dòng)方程線(xiàn)性化
        2.5.4 線(xiàn)性狀態(tài)方程分組
    2.6 本章小結(jié)
3 無(wú)人機(jī)飛行控制回路設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 典型飛行控制系統(tǒng)分析
        3.2.1 飛行器縱向運(yùn)動(dòng)
        3.2.2 飛行器側(cè)向運(yùn)動(dòng)
        3.2.3 PID控制參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.2.4 PID參數(shù)整定示例
    3.3 飛行姿態(tài)控制回路
        3.3.1 縱向姿態(tài)的穩(wěn)定與控制
        3.3.2 側(cè)向姿態(tài)的穩(wěn)定與控制
    3.4 飛行軌跡控制回路
        3.4.1 飛行高度的穩(wěn)定與控制
        3.4.2 側(cè)向偏離的穩(wěn)定與控制
    3.5 無(wú)人機(jī)飛行控制律設(shè)計(jì)
        3.5.1 無(wú)人機(jī)飛行控制律
        3.5.2 飛行控制律仿真
    3.6 本章小結(jié)
4 無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃
    4.1 引言
    4.2 Dubins路徑規(guī)劃
        4.2.1 Dubins路徑規(guī)劃方法
        4.2.2 Dubins最短路徑
        4.2.3 Dubins示例
    4.3 無(wú)人機(jī)自主飛行
    4.4 本章小結(jié)
5 無(wú)人機(jī)自主起降控制
    5.1 引言
    5.2 自主起降過(guò)程分析
        5.2.1 起飛段分析
        5.2.2 著陸段分析
    5.3 地面滑行所受約束力與力矩
        5.3.1 機(jī)輪側(cè)向受力及力矩
        5.3.2 地面支撐力及力矩
        5.3.3 滾動(dòng)阻力及矩
    5.4 自主起飛控制策略
        5.4.1 縱向控制
        5.4.2 側(cè)向控制
        5.4.3 自主起飛過(guò)程
    5.5 自主著陸控制策略
        5.5.1 縱向控制
        5.5.2 側(cè)向控制
        5.5.3 自主著陸過(guò)程
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)束語(yǔ)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：2904682