四旋翼飛行器具有非線性、欠驅(qū)動和強(qiáng)耦合等特點(diǎn),目前被廣泛地應(yīng)用于民用領(lǐng)域和軍用領(lǐng)域,如電力巡檢,森林防火,小區(qū)安防等,給人類生活帶來新的改變,具有重要的研究價(jià)值和意義。四旋翼飛行器的工作環(huán)境決定了該對象需要精度高,魯棒性強(qiáng)的控制算法實(shí)現(xiàn)對其操控,同時(shí)控制算法還應(yīng)具備一定程度的抗干擾和容錯(cuò)能力。本文以四旋翼飛行器作為研究對象,研究四旋翼飛行器的控制算法,針對不同的外部和內(nèi)部擾動問題,設(shè)計(jì)控制算法,主要有以下幾個(gè)方面的工作:1.建立四旋翼飛行器的數(shù)學(xué)模型。對四旋翼飛行器進(jìn)行動力學(xué)分析,分別基于Euler-Lagrange方法和基于Newton-Euler方法建立四旋翼飛行器的動力學(xué)模型,Euler-Lagrange方法是目前最廣泛的建模方法,而Newton-Euler方法在姿態(tài)建模中考慮了姿態(tài)變量的耦合關(guān)系,在后續(xù)的控制算法設(shè)計(jì)中,根據(jù)具體的控制需求選擇動力學(xué)模型。2.針對四旋翼飛行器在飛行過程中易受到外部低頻擾動的問題,根據(jù)擾動頻率不同提出基于干擾觀測器的控制算法。考慮慢時(shí)變擾動問題,提出基于慢時(shí)變干擾觀測器的廣義比例積分控制,忽略四旋翼動力學(xué)模型的陀螺效應(yīng),慢時(shí)變干擾觀測器可以估計(jì)慢時(shí)... 

【文章來源】：新疆大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)工作研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 四旋翼飛行器數(shù)學(xué)模型建立
    2.1 引言
    2.2 四旋翼飛行器動力學(xué)模型
        2.2.1 基于Euler-Lagrange方法模型
        2.2.2 基于Newton-Euler方法模型
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于干擾觀測器的四旋翼飛行器控制
    3.1 引言
    3.2 基于慢時(shí)變干擾觀測器的廣義比例積分控制
        3.2.1 問題描述
        3.2.2 慢時(shí)變干擾觀測器
        3.2.3 廣義比例積分控制器
        3.2.4 仿真驗(yàn)證
    3.3 基于非線性干擾觀測器的模糊滑�？刂�
        3.3.1 問題描述
        3.3.2 非線性干擾觀測器
        3.3.3 模糊滑模控制算法
        3.3.4 仿真驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于魯棒微分器的四旋翼飛行器姿態(tài)控制
    4.1 引言
    4.2 魯棒微分器頻域性能分析
        4.2.1 問題描述
        4.2.2 魯棒微分器
        4.2.3 頻域性能分析
    4.3 基于魯棒微分器的姿態(tài)控制
        4.3.1 問題描述
        4.3.2 基于魯棒微分器的PID姿態(tài)控制
        4.3.3 仿真驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于自抗擾方法的四旋翼飛行器容錯(cuò)控制
    5.1 引言
    5.2 線性/非線性自抗擾切換控制
        5.2.1 問題描述
        5.2.2 自抗擾切換控制
        5.2.3 穩(wěn)定性分析
    5.3 基于魯棒微分器的自抗擾切換控制
        5.3.1 問題描述
        5.3.2 基于魯棒微分器的自抗擾切換控制算法
        5.3.3 仿真驗(yàn)證
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間完成和錄用相關(guān)文獻(xiàn)列表
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于自適應(yīng)控制的四旋翼飛行器控制系統(tǒng)研究[J]. 頡俊杰,趙志剛,孟佳東.  機(jī)械研究與應(yīng)用. 2018(02)
[2]自抗擾fal函數(shù)改進(jìn)及在四旋翼姿態(tài)控制中的應(yīng)用[J]. 陳志旺,張子振,曹玉潔.  控制與決策. 2018(10)
[3]基于浸入與不變原理的四旋翼姿態(tài)系統(tǒng)反步滑�？刂芠J]. 夏琳琳,叢靖宇,馬文杰,趙耀,劉惠敏.  中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]輸入約束下多旋翼飛行機(jī)器人的大范圍鎮(zhèn)定控制[J]. 姜軍,楊麗英,何玉慶,韓建達(dá),徐衛(wèi)良.  控制理論與應(yīng)用. 2017(02)
[5]無速度測量的四旋翼無人機(jī)移動目標(biāo)跟蹤控制[J]. 劉錦濤,吳文海,李靜,周思羽,張?jiān)丛?  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2017(02)
[6]四旋翼姿態(tài)的反步滑模自抗擾控制及穩(wěn)定性[J]. 竇景欣,孔祥希,聞邦椿.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(10)
[7]基于指數(shù)收斂的四旋翼無人機(jī)魯棒自適應(yīng)飛行控制[J]. 張居乾,任朝暉,周來宏,聞邦椿.  中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]基于反步法的四旋翼飛行器軌跡跟蹤研究[J]. 滕雄,吳懷宇,陳洋,余輝.  計(jì)算機(jī)仿真. 2016(05)
[9]線性/非線性自抗擾切換控制方法研究[J]. 李杰,齊曉慧,夏元清,高志強(qiáng).  自動化學(xué)報(bào). 2016(02)
[10]四旋翼無人機(jī)TD-PD控制律設(shè)計(jì)[J]. 馮長輝,齊曉慧,蘇立軍,劉海波.  電光與控制. 2016(03)

博士論文
[1]小型四旋翼無人飛行器非線性控制方法研究[D]. 宋占魁.大連理工大學(xué) 2014
[2]四旋翼微型飛行器位姿及控制策略的研究[D]. 張洪濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3202188