本文關鍵詞：無人機自動著陸縱向控制技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 近年來無人機的研制在世界范圍內蓬勃發(fā)展,世界各國都在大力發(fā)展各種用途的無人飛行器;因為無人機具有許多載人機無可比擬的優(yōu)點,能出色完成許多載人機難以勝任的任務,但同時也存在許多問題需要解決;其關鍵的技術之一就是無人機完成任務后的安全著陸回收問題,精確的控制律設計對無人機的安全自動著陸必不可少。 本文首先建立了無人機六自由度非線性數學模型,并詳細分析了其動力學特性和動態(tài)響應曲線:隨后根據無人機的對象特性和著陸系統(tǒng)的總體結構,提出了著陸階段的品質和性能要求,同時詳盡設計了無人機自動著陸過程的下滑軌跡。 然后,針對經典PID控制方法所設計的控制律響應速度慢、振蕩等現象,提出了一種基于切換輸出比例因子的自調整模糊控制方法,設計了自動著陸的控制律:仿真結果表明,該方法有效地實現了軌跡跟蹤控制,具有良好的動態(tài)和靜態(tài)性能;并通過加入隨機干擾,驗證了所設計系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性。 最后,分析了無人機在著陸過程中的各種隨機干擾、非線性和其它不確定項,并針對不確定外部干擾和白噪聲干擾設計了H_∞和H_2線性狀態(tài)反饋控制器,使系統(tǒng)保持魯棒穩(wěn)定;在兩種干擾同時存在的條件下,采用混合H_2/H_∞魯棒控制,無人機仍能滿足自動著陸的各項性能指標。
【關鍵詞】：無人機 下滑軌跡 自動著陸 模糊控制 魯棒性 H_2/H_∞魯棒控制
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：V249.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 符號表5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 無人機的研究背景9-10
• 1.2 國內外無人機的發(fā)展現狀10-12
• 1.2.1 無人機的發(fā)展現狀10-11
• 1.2.2 國內無人機的發(fā)展現狀11-12
• 1.3 著陸控制的研究現狀12-13
• 1.4 無人機自動著陸的關鍵因素13-15
• 1.4.1 自動著陸考慮的不確定因素13-14
• 1.4.2 自動著陸的關鍵技術14-15
• 1.5 本文解決問題和主要內容15-17
• 1.5.1 本文要解決問題15
• 1.5.2 本文的主要研究內容15-17
• 2 無人機的數學模型17-27
• 2.1 對象特性建模17-21
• 2.1.1 常用坐標系17-18
• 2.1.2 無人機的數學模型18-21
• 2.2 無人機六自由度運動方程簡化21-23
• 2.2.1 運動方程的解耦21-22
• 2.2.2 運動方程的配平22
• 2.2.3 運動方程的線性化22-23
• 2.3 無人機運動方程23-26
• 2.4 小結26-27
• 3 自動著陸的品質要求和下滑軌跡的設計27-35
• 3.1 自動著陸的特點及基本性能要求27-28
• 3.1.1 無人機進場著陸期間的特點27
• 3.1.2 姿態(tài)角自主控制系統(tǒng)的精度及瞬態(tài)響應要求27-28
• 3.2 無人機的縱向靜安定性28-30
• 3.3 自動著陸的總體結構30-31
• 3.3.1 進場飛行段30-31
• 3.3.2 軌跡捕獲段31
• 3.3.3 直線下滑段31
• 3.3.4 末端拉起段31
• 3.3.5 地面滑行段31
• 3.4 下滑軌跡設計31-34
• 3.4.1 下滑軌跡描述31-32
• 3.4.2 直線下滑段軌跡設計32-33
• 3.4.3 末端拉平段軌跡設計33-34
• 3.5 小結34-35
• 4 基于 PID和模糊控制自動著陸控制律設計35-49
• 4.1 自動著陸的PID控制律設計35-38
• 4.1.1 姿態(tài)控制回路35-37
• 4.1.2 高度控制回路37-38
• 4.2 自動著陸自調整模糊控制器的設計38-42
• 4.2.1 模糊控制方法在著陸控制中的應用38
• 4.2.2 基于切換比例因子的自調整模糊控制方法38-40
• 4.2.3 縱向模糊控制系統(tǒng)的設計40-42
• 4.3 PID控制和模糊控制性能對比42-46
• 4.3.1 PID控制仿真42
• 4.3.2 模糊控制仿真42-43
• 4.3.3 PID與模糊控制仿真結果對比43-46
• 4.4 自動著陸的魯棒性驗證46-48
• 4.5 小結48-49
• 5 基于混合H_2/H_∞魯棒自動著陸控制律設計49-62
• 5.1 無人機縱向控制模型49-50
• 5.2 自動著陸不確定外部干擾的抑制50-53
• 5.2.1 H_∞線性狀態(tài)反饋控制器的設計50-51
• 5.2.2 不確定外部干擾響應曲線51-53
• 5.3 自動著陸白噪聲干擾的抑制53-56
• 5.3.1 H_2線性狀態(tài)反饋控制器的設計53-54
• 5.3.2 白噪聲干擾響應曲線54-56
• 5.4 自動著陸混合H_2/H_∞魯棒控制56-61
• 5.4.1 混合H_2/H_∞魯棒控制器的設計56-58
• 5.4.2 混合H_2/H_∞與H_2控制性能對比58-61
• 5.5 小結61-62
• 6 總結與展望62-64
• 6.1 本文的主要工作62
• 6.2 后續(xù)研究工作展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-68

【引證文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 常勇;吳慶憲;張立珍;姜長生;;基于MAS的無人機縱向飛行控制[J];電光與控制;2011年03期

中國碩士學位論文全文數據庫 前7條

1 胡浩;無人機進場著陸/地面滑跑控制與仿真[D];電子科技大學;2011年

2 宋輝;復雜條件下無人機自動著陸控制技術研究[D];南京航空航天大學;2011年

3 王樹磊;無人機自動起降控制律設計技術研究[D];南京航空航天大學;2011年

4 楊學光;具有終值條件的無人機三維路徑規(guī)劃算法研究[D];西安電子科技大學;2010年

5 季麗麗;輪式無人機自主著陸控制技術研究[D];南京航空航天大學;2012年

6 胡占雙;無人機飛行姿態(tài)檢測及控制研究[D];沈陽航空航天大學;2013年

7 劉婕;無人機多模態(tài)控制律的設計及仿真驗證[D];電子科技大學;2013年

  本文關鍵詞：無人機自動著陸縱向控制技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：316668