無人機(jī)側(cè)推控制系統(tǒng)作為移動(dòng)工作平臺(tái)懸吊在四旋翼無人機(jī)的動(dòng)態(tài)環(huán)境中,空中擾動(dòng)環(huán)境和系統(tǒng)耦合影響側(cè)推控制系統(tǒng)輸出精度。為減小空間擾動(dòng)對(duì)側(cè)推控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出的影響,本文提出一種新的控制策略,以系統(tǒng)可以直接測(cè)量的角度信息作為已知觀測(cè)對(duì)象設(shè)計(jì)擾動(dòng)推力觀測(cè)器,并將觀測(cè)到的擾動(dòng)推力成比例地前饋補(bǔ)償?shù)絇ID位置控制器,以減小空間擾動(dòng)對(duì)控制性能的影響,實(shí)現(xiàn)抗擾動(dòng)自適應(yīng)。分析側(cè)推控制系統(tǒng)的耦合特性,通過狀態(tài)反饋和前饋補(bǔ)償兩種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)在俯仰和偏轉(zhuǎn)方向的單獨(dú)控制,在MATLAB中仿真驗(yàn)證了兩種方法都能實(shí)現(xiàn)最終的解耦控制。以系統(tǒng)在俯仰方向上的控制為例,對(duì)比位置PID控制器和串級(jí)PID控制器對(duì)系統(tǒng)控制效果;推導(dǎo)得到擾動(dòng)觀測(cè)器模型,在Simulink中仿真驗(yàn)證了降階擾動(dòng)推力觀測(cè)器設(shè)計(jì)方法的正確性,仿真觀測(cè)到的擾動(dòng)推力無超調(diào)、觀測(cè)速度快;還通過模型仿真驗(yàn)證了前饋補(bǔ)償策略相對(duì)于單純的PID控制器能夠更好的抑制擾動(dòng)推力變化引起的系統(tǒng)位置波動(dòng),具有更小的角度波動(dòng)和更快的調(diào)整時(shí)間。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和硬件電路,搭建了側(cè)推控制系統(tǒng)調(diào)試平臺(tái)。為了獲得準(zhǔn)確的側(cè)推系統(tǒng)姿態(tài)信息,通過互補(bǔ)濾波姿態(tài)解算的方法得到側(cè)推系統(tǒng)的姿態(tài)角,并... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

側(cè)推控制系統(tǒng)機(jī)械總體結(jié)構(gòu)

圖 2-2 側(cè)推控制系統(tǒng)外形簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖方向上的分析統(tǒng)兩端電機(jī)輸出產(chǎn)生的推力大小相等時(shí)，系統(tǒng)的制系統(tǒng)將在 XOZ 平面內(nèi)做俯仰運(yùn)動(dòng),電機(jī)產(chǎn)生的，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)由于電機(jī)輸出推力，在 XOZ 平面產(chǎn)統(tǒng)的中心為 l，系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)與垂直方向的夾角機(jī)輸出的合推力大小為 F，假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)折合到

圖 2-2 側(cè)推控制系統(tǒng)外形簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖上的分析電機(jī)輸出產(chǎn)生的推力大小相等時(shí)，系統(tǒng)將在 XOZ 平面內(nèi)做俯仰運(yùn)動(dòng),電機(jī)產(chǎn)生統(tǒng)會(huì)由于電機(jī)輸出推力，在 XOZ 平面心為 l，系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)與垂直方向的的合推力大小為 F，假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)折合

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于ARM Cortex-M4的永磁無刷直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張從鵬,邢慶輝.  微特電機(jī). 2016(01)
[2]小型四旋翼無人機(jī)姿態(tài)測(cè)量仿真研究[J]. 楚仕彬,袁亮.  計(jì)算機(jī)仿真. 2015(02)
[3]Optimal Control of Nonlinear Inverted Pendulum System Using PID Controller and LQR: Performance Analysis Without and With Disturbance Input[J]. Lal Bahadur Prasad,Barjeev Tyagi,Hari Om Gupta.  International Journal of Automation & Computing. 2014(06)
[4]基于負(fù)載觀測(cè)的PMSM滑模抗擾動(dòng)自適應(yīng)控制[J]. 張兵,唐猛,廖海洲.  工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2013(05)
[5]基于擾動(dòng)觀測(cè)器的機(jī)器人位置控制器設(shè)計(jì)[J]. 張宇,游有鵬.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2013(09)
[6]基于降階負(fù)載擾動(dòng)觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)控制[J]. 章瑋,王偉穎.  機(jī)電工程. 2012(07)
[7]無刷直流電機(jī)模糊PID控制系統(tǒng)研究與仿真[J]. 王葳,張永科,劉鵬鵬,林國珊.  計(jì)算機(jī)仿真. 2012(04)
[8]基于新型擾動(dòng)觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)滑�？刂芠J]. 劉穎,周波,方斯琛.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2010(09)
[9]串級(jí)PID控制在無人機(jī)姿態(tài)控制的應(yīng)用[J]. 馮慶端,裴海龍.  微計(jì)算機(jī)信息. 2009(22)
[10]精密工作臺(tái)擾動(dòng)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)[J]. 賈松濤,朱煜,楊開明,李恒.  微細(xì)加工技術(shù). 2007(04)

碩士論文
[1]四旋翼無人機(jī)魯棒抗擾控制技術(shù)研究[D]. 楊翼.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]基于串級(jí)PID控制算法的四旋翼無人機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 烏仁別麗克.東華大學(xué) 2016
[3]抗負(fù)載擾動(dòng)及自整定PDF策略控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 幸權(quán).西南交通大學(xué) 2015
[4]基于MEMS慣性器件的兩軸穩(wěn)定平臺(tái)研究[D]. 李錫廣.中北大學(xué) 2014
[5]四旋翼飛行器自抗擾控制方法研究[D]. 楊晟萱.大連理工大學(xué) 2014
[6]基于新擾動(dòng)觀測(cè)器的魯棒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 何忠亮.華南理工大學(xué) 2010
[7]兩軸瞄準(zhǔn)穩(wěn)定系統(tǒng)最優(yōu)實(shí)現(xiàn)分析[D]. 王暉.西安電子科技大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2989075