四旋翼飛行器魯棒位置姿態(tài)控制及自主跟蹤研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-19 07:27
四旋翼飛行器誕生之初,由于當(dāng)時(shí)條件的限制導(dǎo)致其存在體積龐大,飛行品質(zhì)差等缺陷。近年來(lái),隨著微電子系統(tǒng)、傳感器技術(shù)、控制理論等學(xué)科的發(fā)展,四旋翼飛行器得以小型化并被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,但是在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中依然存在各種各樣的問(wèn)題,因此對(duì)四旋翼飛行器的進(jìn)一步研究是非常有必要的,這也是本課題研究的意義所在。在本論文中我們主要專注于基于自適應(yīng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的單個(gè)四旋翼飛行器新型抗擾動(dòng)控制方案,以及多飛行器的自主協(xié)同控制方案,以實(shí)現(xiàn)飛行器的位置和姿態(tài)軌跡跟蹤目標(biāo)。這項(xiàng)工作的主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):(1)闡述四旋翼飛行器的抗擾動(dòng)控制問(wèn)題,以及多飛行器的自主協(xié)同控制問(wèn)題的研究意義,總結(jié)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外解決這些問(wèn)題的控制策略及研究現(xiàn)狀,并分析其發(fā)展前景。(2)給出具有一般性的四旋翼飛行器模型,并基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論,及自適應(yīng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出新型抗擾動(dòng)控制策略,以獲得單個(gè)四旋翼飛行器系統(tǒng)的魯棒跟蹤效果。利用所提出的控制策略及MATLAB軟件給出四旋翼飛行器在存在內(nèi)部不確定性和外部擾動(dòng)情況下的仿真結(jié)果,以驗(yàn)證所提出控制算法的有效性。(3)在(2)的基礎(chǔ)上采用帶狀態(tài)相關(guān)和時(shí)變擾動(dòng)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法,研究多飛行器編隊(duì)的自...
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文相關(guān)控制方法概述
1.3.1 自適應(yīng)控制概述
1.3.2 魯棒自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償控制
1.3.3 帶狀態(tài)相關(guān)和時(shí)變擾動(dòng)的自適應(yīng)控制
1.4 本文研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 四旋翼飛行器的飛行原理及動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.1 引言
2.2 四旋翼飛行器的飛行原理
2.3 坐標(biāo)系的選取與變換
2.4 動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.5 四旋翼飛行器的特性分析
本章小結(jié)
第三章 四旋翼飛行器的魯棒自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償控制
3.1 引言
3.2 問(wèn)題陳述和準(zhǔn)備
3.2.1 擾動(dòng)下四旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型
3.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)公式
3.2.3 控制目標(biāo)
3.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位置子系統(tǒng)魯棒自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
3.4 基于魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)
3.5 仿真實(shí)例
3.6 本章小結(jié)
第四章 多飛行器編隊(duì)的自主協(xié)同控制
4.1 引言
4.2 多智能體系統(tǒng)分布式控制概述
4.3 多無(wú)人機(jī)編隊(duì)研究現(xiàn)狀
4.4 準(zhǔn)備工作和問(wèn)題描述
4.5 具有狀態(tài)相關(guān)擾動(dòng)的自適應(yīng)編隊(duì)控制
4.6 仿真實(shí)例
4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]垂直起降飛行器的自適應(yīng)集群編隊(duì)飛行控制[J]. 鄒堯,孟子陽(yáng). 中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2020(04)
[2]A software platform for vision-based UAV autonomous landing guidance based on markers estimation[J]. XU XiaoBin,WANG Zhao,DENG YiMin. Science China(Technological Sciences). 2019(10)
[3]解碼中國(guó)自主研制“翼龍”無(wú)人機(jī)[J]. 呼濤. 科技中國(guó). 2017(02)
[4]國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀[J]. 薄文娟. 通訊世界. 2016(24)
[5]基于指數(shù)收斂的四旋翼無(wú)人機(jī)魯棒自適應(yīng)飛行控制[J]. 張居乾,任朝暉,周來(lái)宏,聞邦椿. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(04)
[6]論四旋翼的旋翼結(jié)構(gòu)對(duì)續(xù)航時(shí)間的影響[J]. 張雁慶. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2015(30)
[7]四旋翼無(wú)人機(jī)L1自適應(yīng)塊控反步姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)[J]. 甄紅濤,齊曉慧,李杰,蘇立軍,田慶民. 控制與決策. 2014(06)
[8]高超聲速飛行器耦合系統(tǒng)變結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)[J]. 周鳳岐,王延,周軍,郭建國(guó). 宇航學(xué)報(bào). 2011(01)
[9]無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)[J]. 鄒湘伏,何清華,賀繼林. 飛航導(dǎo)彈. 2006(10)
[10]無(wú)人機(jī)發(fā)展的情報(bào)研究[J]. 王淑芬,吳衛(wèi). 飛航導(dǎo)彈. 1998(10)
碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)的多飛行器編隊(duì)控制技術(shù)[D]. 劉翎予.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]四旋翼飛行器的路徑規(guī)劃[D]. 尹露.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[3]四旋翼飛行器建模與控制方法的研究[D]. 何嘉繼.東北大學(xué) 2012
本文編號(hào):3195380
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文相關(guān)控制方法概述
1.3.1 自適應(yīng)控制概述
1.3.2 魯棒自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償控制
1.3.3 帶狀態(tài)相關(guān)和時(shí)變擾動(dòng)的自適應(yīng)控制
1.4 本文研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 四旋翼飛行器的飛行原理及動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.1 引言
2.2 四旋翼飛行器的飛行原理
2.3 坐標(biāo)系的選取與變換
2.4 動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.5 四旋翼飛行器的特性分析
本章小結(jié)
第三章 四旋翼飛行器的魯棒自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償控制
3.1 引言
3.2 問(wèn)題陳述和準(zhǔn)備
3.2.1 擾動(dòng)下四旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型
3.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)公式
3.2.3 控制目標(biāo)
3.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位置子系統(tǒng)魯棒自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
3.4 基于魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)
3.5 仿真實(shí)例
3.6 本章小結(jié)
第四章 多飛行器編隊(duì)的自主協(xié)同控制
4.1 引言
4.2 多智能體系統(tǒng)分布式控制概述
4.3 多無(wú)人機(jī)編隊(duì)研究現(xiàn)狀
4.4 準(zhǔn)備工作和問(wèn)題描述
4.5 具有狀態(tài)相關(guān)擾動(dòng)的自適應(yīng)編隊(duì)控制
4.6 仿真實(shí)例
4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]垂直起降飛行器的自適應(yīng)集群編隊(duì)飛行控制[J]. 鄒堯,孟子陽(yáng). 中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2020(04)
[2]A software platform for vision-based UAV autonomous landing guidance based on markers estimation[J]. XU XiaoBin,WANG Zhao,DENG YiMin. Science China(Technological Sciences). 2019(10)
[3]解碼中國(guó)自主研制“翼龍”無(wú)人機(jī)[J]. 呼濤. 科技中國(guó). 2017(02)
[4]國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀[J]. 薄文娟. 通訊世界. 2016(24)
[5]基于指數(shù)收斂的四旋翼無(wú)人機(jī)魯棒自適應(yīng)飛行控制[J]. 張居乾,任朝暉,周來(lái)宏,聞邦椿. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(04)
[6]論四旋翼的旋翼結(jié)構(gòu)對(duì)續(xù)航時(shí)間的影響[J]. 張雁慶. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2015(30)
[7]四旋翼無(wú)人機(jī)L1自適應(yīng)塊控反步姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)[J]. 甄紅濤,齊曉慧,李杰,蘇立軍,田慶民. 控制與決策. 2014(06)
[8]高超聲速飛行器耦合系統(tǒng)變結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)[J]. 周鳳岐,王延,周軍,郭建國(guó). 宇航學(xué)報(bào). 2011(01)
[9]無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)[J]. 鄒湘伏,何清華,賀繼林. 飛航導(dǎo)彈. 2006(10)
[10]無(wú)人機(jī)發(fā)展的情報(bào)研究[J]. 王淑芬,吳衛(wèi). 飛航導(dǎo)彈. 1998(10)
碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)的多飛行器編隊(duì)控制技術(shù)[D]. 劉翎予.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]四旋翼飛行器的路徑規(guī)劃[D]. 尹露.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[3]四旋翼飛行器建模與控制方法的研究[D]. 何嘉繼.東北大學(xué) 2012
本文編號(hào):3195380
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