近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,以智能化和創(chuàng)新為代表的無人機(jī)正逐步融入到農(nóng)業(yè)植保、電力檢測(cè)、民用攝影、航空測(cè)繪以及氣象監(jiān)測(cè)等各個(gè)社會(huì)領(lǐng)域。然而單個(gè)無人機(jī)受能耗、重量、尺寸的限制,無法完成一些復(fù)雜的大規(guī)模任務(wù),而多無人機(jī)協(xié)同工作則可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)分化和并行處理,使得每個(gè)無人機(jī)只完成既定的局部任務(wù)。這種分布式多智能體的編隊(duì)控制系統(tǒng)成為各大高校、科研院所研究的新熱點(diǎn)。四旋翼飛行器作為無人機(jī)的一個(gè)重要分支,尤其是在編隊(duì)控制領(lǐng)域,越來越受到廣大研究學(xué)者的重視。目前的研究主要集中在編隊(duì)形成和保持、隊(duì)形切換、路徑規(guī)劃等方面。多智能體協(xié)同編隊(duì)的主要方法有:跟隨領(lǐng)航者法、基于行為法、虛擬結(jié)構(gòu)法、人工勢(shì)場(chǎng)法等。本文以四旋翼飛行器為研究對(duì)象,重點(diǎn)研究了基于單四旋翼穩(wěn)定控制的編隊(duì)控制算法。首先介紹了四旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)和原理,建立四旋翼飛行器的數(shù)學(xué)模型。然后對(duì)四旋翼硬件系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),給出了飛控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案。并對(duì)多傳感器進(jìn)行信息融合,結(jié)合雙閉環(huán)PID的飛行控制器完成了單個(gè)四旋翼飛行器的穩(wěn)定控制。四旋翼飛行器編隊(duì)采用領(lǐng)航跟隨法,利用相對(duì)偏差距離和相對(duì)偏差角度實(shí)現(xiàn)編隊(duì)控制。本文給出了每個(gè)四旋翼位置的描述,在不... 

【文章來源】：曲阜師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

四旋翼結(jié)構(gòu)圖

動(dòng)坐標(biāo)系設(shè)置為機(jī)體坐標(biāo)系(b系)，如圖 2.2 所示。圖 2.2 機(jī)體坐標(biāo)系和地理坐標(biāo)系示意圖2.2.2 變換矩陣四旋翼在空中的姿態(tài)都可以從地面坐標(biāo)系按照某種順序旋轉(zhuǎn)得到。坐標(biāo)變換矩陣指的是不同坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系。假設(shè)四旋翼飛行器按照 z-y-x 的順序依次轉(zhuǎn)動(dòng)，那么各坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的變換矩陣如下所示：繞 z 軸轉(zhuǎn)動(dòng) ， 001sincos0cossin0 zR (2.1)繞 y 軸轉(zhuǎn)動(dòng) 22, sin0cos010cos0sinyR (2.2)繞 x 軸轉(zhuǎn)動(dòng) 2,2 0sincos0cossin100xR (2.3)四旋翼飛行器按照 z-y-x 的順序依次轉(zhuǎn)動(dòng)，則 xyzbzR R R R(2.4)即

機(jī)編隊(duì)的體系結(jié)構(gòu)決定了無人機(jī)之間的信息交主要分為集中式結(jié)構(gòu)、分散式結(jié)構(gòu)以及分布式過設(shè)立的一個(gè)控制中心，接收每個(gè)無人機(jī)狀態(tài)航速信息等)通過指令的形式發(fā)送到每個(gè)無人22]。點(diǎn)是減少了信息處理中間過程，提高了數(shù)據(jù)的隊(duì)問題時(shí)，數(shù)據(jù)處理量大，計(jì)算周期長(zhǎng)，對(duì)控子系統(tǒng)軟件較為復(fù)雜，數(shù)據(jù)采集及控制復(fù)雜，新較為困難。，會(huì)占用較多的通訊資源，同時(shí)存在通訊通道心依賴程度較高，一旦控制中心出現(xiàn)故障，整 2-3 給出了集中式結(jié)構(gòu)示意圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]四旋翼的協(xié)調(diào)編隊(duì)飛行控制[D]. 陰梟雄.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：2967111