本文關(guān)鍵詞：四旋翼飛行器的魯棒自適應(yīng)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,四旋翼飛行器因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉,而且能完成垂直起飛、定點(diǎn)懸停、低空超低速飛行等各種姿態(tài)動(dòng)作等諸多優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越多地被應(yīng)用到軍事和民用各個(gè)方面。但是,四旋翼飛行器系統(tǒng)是一個(gè)典型的非線性、多變量、高度耦合的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),且在飛行過(guò)程中易受到諸多干擾因素影響,難以建立準(zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)模型,使得飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得非常困難。雖然目前有多種控制算法應(yīng)用于四旋翼飛行器的控制,但是結(jié)果表明實(shí)際控制效果仍有待提高。因此,我們需要研究更加有效的控制策略來(lái)獲得滿意的飛行控制效果。本文對(duì)微型四旋翼飛行器的應(yīng)用現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用前景以及控制方法研究現(xiàn)狀等方面進(jìn)行概括綜述,然后根據(jù)其模型特點(diǎn),重點(diǎn)研究了控制算法,設(shè)計(jì)出了兩種非線性控制算法,主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：首先,通過(guò)受力分析,建立了受擾的參數(shù)化不確定四旋翼飛行器非線性數(shù)學(xué)模型,模型中既考慮了系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)化不確定,又考慮了外部干擾,所建模型更準(zhǔn)確,更具有實(shí)際意義。其次,設(shè)計(jì)了一種基于魯棒自適應(yīng)控制的四旋翼飛行器全控制算法。針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的參數(shù)化不確定,設(shè)計(jì)自適應(yīng)律在線估計(jì)；針對(duì)模型中的外界干擾部分,設(shè)計(jì)一種魯棒函數(shù)抑制其影響,并且為防止干擾不確定項(xiàng)可能導(dǎo)致的系統(tǒng)不穩(wěn)定和參數(shù)漂移等問(wèn)題,文章使用了光滑投影的方法。最后通過(guò)仿真表明了所設(shè)計(jì)算法的有效性。再次,設(shè)計(jì)了一種基于自適應(yīng)內(nèi)模原理的四旋翼飛行器姿態(tài)控制算法。在建立了基于外界干擾完全未知的四旋翼飛行器非線性數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,采用自適應(yīng)內(nèi)模控制算法,設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)內(nèi)�？刂破�,通過(guò)理論分析證明了該方法的魯棒性和良好跟蹤效果。最后通過(guò)仿真說(shuō)明所提算法的有效性。本文建立了四旋翼飛行器系統(tǒng)全面的非線性數(shù)學(xué)模型,針對(duì)其模型特點(diǎn),設(shè)計(jì)了兩種非線性控制算法,并通過(guò)理論分析及仿真分別證明和驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)算法的有效性,為四旋翼飛行器的研究提供了一定的理論基礎(chǔ)。最后,對(duì)全文做了總結(jié)和未來(lái)工作的期望。
【關(guān)鍵詞】：四旋翼飛行器 非線性 魯棒自適應(yīng)控制 自適應(yīng)內(nèi)模
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V249.1
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-19
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 四旋翼飛行器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 四旋翼控制方法研究現(xiàn)狀及課題研究意義14-17
• 1.4 論文主要內(nèi)容17-19
• 2 魯棒自適應(yīng)控制和魯棒自適應(yīng)內(nèi)�？刂坪�(jiǎn)介19-34
• 2.1 Lyapunov穩(wěn)定性判據(jù)19-20
• 2.2 魯棒自適應(yīng)控制簡(jiǎn)介20-30
• 2.2.1 自適應(yīng)控制20-25
• 2.2.2 魯棒控制25-28
• 2.2.3 魯棒自適應(yīng)控制28-30
• 2.3 魯棒自適應(yīng)內(nèi)模控制簡(jiǎn)介30-33
• 2.3.1 內(nèi)模理論的提出和發(fā)展30-31
• 2.3.2 內(nèi)模原理及魯棒自適應(yīng)內(nèi)�？刂�31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 3 四旋翼飛行器的飛行原理及數(shù)學(xué)模型34-45
• 3.1 四旋翼飛行器簡(jiǎn)介34-38
• 3.1.1 四旋翼飛行器的基本結(jié)構(gòu)34-35
• 3.1.2 四旋翼飛行器的飛行原理35-38
• 3.2 坐標(biāo)系和坐標(biāo)變換38-39
• 3.2.1 坐標(biāo)系建立與姿態(tài)角定義38-39
• 3.2.2 坐標(biāo)變換39
• 3.3 四旋翼飛行器的系統(tǒng)模型39-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 四旋翼飛行器魯棒自適應(yīng)控制45-57
• 4.1 四旋翼飛行器魯棒自適應(yīng)控制算法設(shè)計(jì)45-49
• 4.1.1 四旋翼飛行器全控制系統(tǒng)分析45-46
• 4.1.2 姿態(tài)角的魯棒自適應(yīng)控制算法設(shè)計(jì)46-48
• 4.1.3 四旋翼飛行器位置魯棒自適應(yīng)控制算法設(shè)計(jì)48-49
• 4.2 穩(wěn)定性證明49-51
• 4.3 仿真結(jié)果與分析51-56
• 4.3.1 姿態(tài)子系統(tǒng)仿真結(jié)果與分析51-53
• 4.3.2 位置子系統(tǒng)仿真結(jié)果與分析53-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 5 四旋翼飛行器姿態(tài)魯棒自適應(yīng)內(nèi)模控制57-68
• 5.1 姿態(tài)魯棒自適應(yīng)內(nèi)�？刂坡稍O(shè)計(jì)57-58
• 5.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性證明58-63
• 5.3 仿真結(jié)果與分析63-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 6 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果72-74
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集74

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2 陸洋;李建波;朱清華;;自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)配平及操縱響應(yīng)特性[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2008年05期

3 道格拉斯·羅伊斯;趙;;民用旋翼機(jī)市場(chǎng)前景不容樂(lè)觀[J];國(guó)際航空;2010年03期

4 徐慧;張伯虎;董文柱;石婷;;多功能無(wú)人旋翼機(jī)在公共安全方面的應(yīng)用[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年20期

5 馮磊;佟勇;宋秀峰;;旋翼飛行器概述[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2012年29期

6 金德余;;航宇18-A型旋翼機(jī)[J];直升機(jī)技術(shù);1994年03期

7 蔡汝鴻;;潛水艇載風(fēng)箏式旋翼機(jī)[J];直升機(jī)技術(shù);1994年04期

8 申斌;吳一波;林冬生;;旋翼機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用[J];科技傳播;2013年23期

9 蔡汝鴻;;卡特旋翼機(jī)(三)——精彩紛呈的卡特旋翼機(jī)[J];航空知識(shí);2005年06期

10 李長(zhǎng)江;;新穎奇特的旋翼機(jī)[J];航空知識(shí);1999年04期

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1 唐正飛;;旋翼飛行器及其系統(tǒng)發(fā)展研究[A];航空科學(xué)技術(shù)學(xué)科發(fā)展報(bào)告（2010-2011）[C];2011年

2 章洪;;新概念“直升旋翼機(jī)”[A];第六屆中國(guó)科學(xué)家論壇論文匯編[C];2007年

3 ;旋翼無(wú)人機(jī)參賽報(bào)告[A];2004中國(guó)空中機(jī)器人大賽論文匯編[C];2004年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張廣林 張慧;世界旋翼機(jī)市場(chǎng)預(yù)測(cè)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和啟示[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2008年

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3 本報(bào)記者 胡海波;自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)：會(huì)飛的“風(fēng)車(chē)”[N];中國(guó)民航報(bào);2011年

4 高翔;美陸軍基于亞太戰(zhàn)略評(píng)估其旋翼機(jī)計(jì)劃[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2012年

5 黎時(shí);1923：旋翼機(jī)問(wèn)世[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2003年

6 姜曙光;未來(lái)十年生產(chǎn)5448架軍用旋翼機(jī)[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2004年

7 姜曙光;蒂爾預(yù)測(cè)未來(lái)十年旋翼機(jī)市場(chǎng)[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2004年

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1 王超;電控旋翼直升機(jī)氣動(dòng)特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

2 朱清華;自轉(zhuǎn)旋翼飛行器總體設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

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5 肖中云;旋翼流場(chǎng)數(shù)值模擬方法研究[D];中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心;2007年

6 彭程;共軸八旋翼無(wú)人飛行器姿態(tài)與航跡跟蹤控制研究[D];吉林大學(xué);2015年

7 鄧寅U，

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