四旋翼飛行器飛行控制算法與仿真研究
發(fā)布時間：2021-02-01 19:21
四旋翼飛行器是一種能完成垂直起降的非共軸式碟形飛行器,具有尺寸小、重量輕、靈活機動、結構簡單、價格經(jīng)濟的特點,被廣泛應救援、監(jiān)視、軍事偵察等固定翼飛行器無法完成的領域,擁有巨大的民用和軍事前景。四旋翼飛行器是一個典型的欠驅動系統(tǒng),此外還具有強耦合、多變量、非線性和干擾敏感的特性。因此,四旋翼飛行器控制系統(tǒng)的設計是保證它有效完成任務的關鍵。本文以控制算法為核心,針對模型不確定性和外界干擾問題進行研究,并基于滑�？刂茖︼w行器內(nèi)部參數(shù)變化和未知干擾不敏感的特性,以滑模法為基礎設計了兩種新型滑模趨近律的姿態(tài)控制器;并在研究姿態(tài)控制器的基礎上結合軌跡跟蹤問題,設計了具有軌跡跟蹤功能的的新型雙閉環(huán)控制器。文章主要工作如下:（1）根據(jù)四旋翼飛行器的飛行原理,在理論上分析了飛行器的動力學特性,并根據(jù)牛頓第二定律和合外力矩定理建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型,同時在此基礎上進行了相應的模型簡化。（2）從飛行器抗干擾性和消除系統(tǒng)抖振角度出發(fā),提出消除抖振提高魯棒性的有效解決辦法。以傳統(tǒng)的滑模法為基礎,為消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差,設計了積分滑模面,并提出新的變指數(shù)趨近律,從而進行姿態(tài)控制系統(tǒng)設計。通過理論證明了滑動模態(tài)在全局范...
【文章來源】：太原科技大學山西省
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
旋翼機1號Fig.1.1Breguet-RichetGyroplaneNo.1
圖 1.2 Oemichen 四旋翼直升機Fig.1.2 Oemichen Quadrotor年，關于四旋翼飛行器的研究有了突破性的技術發(fā)展，一個名為“Conver翼直升機在紐約誕生[14]，如圖 1.3 所示。
圖 1.3Convertawings A 四旋翼直升機Fig.1.3 Convertawings Quadrotor Helicopter A翼飛行器發(fā)展的早期歷史，在這一時期所設計的四旋翼飛行，而且可載人飛行。不過因為與傳統(tǒng)飛行器相比，其在飛行速度、飛行承載能力等諸多方面相對薄弱。使得人們研究它
【參考文獻】：
期刊論文
[1]四旋翼飛行器自適應動態(tài)面軌跡跟蹤控制[J]. 王寧,王永,余明裕. 控制理論與應用. 2017(09)
[2]四旋翼飛行器滑模高度控制技術研究[J]. 李立早,洪天成. 電子技術. 2015(10)
[3]基于一致性的小型四旋翼機群自主編隊分布式運動規(guī)劃[J]. 邢關生,杜春燕,宗群,陳海永,孫鶴旭. 控制與決策. 2014(11)
[4]智能無人機綜述[J]. 張濤,蘆維寧,李一鵬. 航空制造技術. 2013(12)
[5]欠驅動四旋翼無人飛行器的滑�？刂芠J]. 王璐,李光春,王兆龍,焦斌. 哈爾濱工程大學學報. 2012(10)
[6]四旋翼無人直升機飛行控制技術綜述[J]. 甄紅濤,齊曉慧,夏明旗,趙紅瑞. 飛行力學. 2012(04)
[7]微小型四旋翼飛行器的研究現(xiàn)狀與關鍵技術[J]. 聶博文,馬宏緒,王劍,王建文. 電光與控制. 2007(06)
[8]分數(shù)階系統(tǒng)的分數(shù)階PID控制器設計[J]. 薛定宇,趙春娜. 控制理論與應用. 2007(05)
[9]火電單元機組協(xié)調系統(tǒng)的自抗擾控制方案研究[J]. 黃煥袍,武利強,韓京清,高峰,林永君. 中國電機工程學報. 2004(10)
[10]無人駕駛直升機的技術發(fā)展及其關鍵技術[J]. 彭延輝,徐國華. 飛行力學. 2004(01)
碩士論文
[1]四旋翼飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 譚廣超.大連理工大學 2013
[2]四旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 周俊濤.大連理工大學 2012
[3]四旋翼飛行器設計與穩(wěn)定控制研究[D]. 龐慶霈.中國科學技術大學 2011
[4]懸翼式微小飛行器姿態(tài)測量系統(tǒng)設計[D]. 楊淑潔.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[5]一種四旋翼無人直升機飛行控制器的設計[D]. 黃溪流.南京理工大學 2010
[6]四旋翼飛行仿真器的建模及控制方法的研究[D]. 劉麗麗.中南大學 2009
[7]小型四旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)研究與設計[D]. 劉煥曄.上海交通大學 2009
[8]四旋翼無人直升機飛行控制技術研究[D]. 單海燕.南京航空航天大學 2008
[9]微小型四旋翼無人直升機建模及控制方法研究[D]. 聶博文.國防科學技術大學 2006
本文編號：3013295
【文章來源】：太原科技大學山西省
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
旋翼機1號Fig.1.1Breguet-RichetGyroplaneNo.1
圖 1.2 Oemichen 四旋翼直升機Fig.1.2 Oemichen Quadrotor年，關于四旋翼飛行器的研究有了突破性的技術發(fā)展，一個名為“Conver翼直升機在紐約誕生[14]，如圖 1.3 所示。
圖 1.3Convertawings A 四旋翼直升機Fig.1.3 Convertawings Quadrotor Helicopter A翼飛行器發(fā)展的早期歷史，在這一時期所設計的四旋翼飛行，而且可載人飛行。不過因為與傳統(tǒng)飛行器相比，其在飛行速度、飛行承載能力等諸多方面相對薄弱。使得人們研究它
【參考文獻】：
期刊論文
[1]四旋翼飛行器自適應動態(tài)面軌跡跟蹤控制[J]. 王寧,王永,余明裕. 控制理論與應用. 2017(09)
[2]四旋翼飛行器滑模高度控制技術研究[J]. 李立早,洪天成. 電子技術. 2015(10)
[3]基于一致性的小型四旋翼機群自主編隊分布式運動規(guī)劃[J]. 邢關生,杜春燕,宗群,陳海永,孫鶴旭. 控制與決策. 2014(11)
[4]智能無人機綜述[J]. 張濤,蘆維寧,李一鵬. 航空制造技術. 2013(12)
[5]欠驅動四旋翼無人飛行器的滑�？刂芠J]. 王璐,李光春,王兆龍,焦斌. 哈爾濱工程大學學報. 2012(10)
[6]四旋翼無人直升機飛行控制技術綜述[J]. 甄紅濤,齊曉慧,夏明旗,趙紅瑞. 飛行力學. 2012(04)
[7]微小型四旋翼飛行器的研究現(xiàn)狀與關鍵技術[J]. 聶博文,馬宏緒,王劍,王建文. 電光與控制. 2007(06)
[8]分數(shù)階系統(tǒng)的分數(shù)階PID控制器設計[J]. 薛定宇,趙春娜. 控制理論與應用. 2007(05)
[9]火電單元機組協(xié)調系統(tǒng)的自抗擾控制方案研究[J]. 黃煥袍,武利強,韓京清,高峰,林永君. 中國電機工程學報. 2004(10)
[10]無人駕駛直升機的技術發(fā)展及其關鍵技術[J]. 彭延輝,徐國華. 飛行力學. 2004(01)
碩士論文
[1]四旋翼飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 譚廣超.大連理工大學 2013
[2]四旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 周俊濤.大連理工大學 2012
[3]四旋翼飛行器設計與穩(wěn)定控制研究[D]. 龐慶霈.中國科學技術大學 2011
[4]懸翼式微小飛行器姿態(tài)測量系統(tǒng)設計[D]. 楊淑潔.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[5]一種四旋翼無人直升機飛行控制器的設計[D]. 黃溪流.南京理工大學 2010
[6]四旋翼飛行仿真器的建模及控制方法的研究[D]. 劉麗麗.中南大學 2009
[7]小型四旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)研究與設計[D]. 劉煥曄.上海交通大學 2009
[8]四旋翼無人直升機飛行控制技術研究[D]. 單海燕.南京航空航天大學 2008
[9]微小型四旋翼無人直升機建模及控制方法研究[D]. 聶博文.國防科學技術大學 2006
本文編號：3013295
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