四旋翼無人機(jī)是近年來迅速興起與發(fā)展的一類無人機(jī),具有優(yōu)秀的飛行特性和不俗的研究價(jià)值。四旋翼無人機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、易操縱,集定點(diǎn)懸停與機(jī)動飛行于一體,在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域、民用和軍用領(lǐng)域均受到了廣泛關(guān)注。但其在室內(nèi)環(huán)境下的應(yīng)用及發(fā)展卻因GPS的失效而受到限制,因此本文圍繞室內(nèi)環(huán)境下四旋翼無人機(jī)的定位及控制技術(shù),著重研究了四旋翼無人機(jī)的數(shù)學(xué)模型的建立、室內(nèi)建圖與定位算法、室內(nèi)環(huán)境下的改進(jìn)A^*算法、基于模型降階的QFT控制方法,并搭建了室內(nèi)環(huán)境下的四旋翼無人機(jī)定位及控制平臺。論文的主要內(nèi)容有:首先,建立了四旋翼無人機(jī)的非線性數(shù)學(xué)模型。根據(jù)牛頓第二定律及動量矩定理,得到了四旋翼無人機(jī)的平動與轉(zhuǎn)動方程,并給出了非線性數(shù)學(xué)模型�？紤]到后續(xù)的控制器設(shè)計(jì)問題,將四旋翼無人機(jī)分為角運(yùn)動子系統(tǒng)和線運(yùn)動子系統(tǒng),并采用小擾動線性化方法,給出了兩個(gè)子系統(tǒng)的線性模型及相關(guān)的狀態(tài)空間方程。然后,設(shè)計(jì)了基于Hector-Slam的室內(nèi)定位算法�？紤]到四旋翼無人機(jī)沒有里程計(jì),無法直接通過里程信息推算航跡,本文采用了基于高斯-牛頓的掃描匹配方法估算位姿,運(yùn)用雙線性插值法解決了柵格地圖占據(jù)概率不可求偏導(dǎo)的問題,并... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

早期X結(jié)構(gòu)四旋翼飛行器

四旋翼無人機(jī)室內(nèi)定位與控制技術(shù)研究圖 1. 1 早期 X 結(jié)構(gòu)四旋翼飛行器，四旋翼無人機(jī)的發(fā)展主要有：eing Quad TiltRotor 概念通過將其與傾斜轉(zhuǎn)子概念相結(jié)合，進(jìn)一用于擬議的 C-130 軍用運(yùn)輸機(jī)[8]。

圖 1. 1 早期 X 結(jié)構(gòu)四旋翼飛行器，四旋翼無人機(jī)的發(fā)展主要有：oeing Quad TiltRotor 概念通過將其與傾斜轉(zhuǎn)子概念相結(jié)合，進(jìn)一步用于擬議的 C-130 軍用運(yùn)輸機(jī)[8]。圖 1. 2 Bell Boeing Quad TiltRotor 概念圖uad 和 ArduCopter 是基于 Arduino 的開源硬件和軟件項(xiàng)目，用于 D

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[6]四旋翼無人機(jī)機(jī)動控制算法的研究與設(shè)計(jì)[D]. 李騰.北京理工大學(xué) 2016
[7]基于QFT的變距變轉(zhuǎn)速四旋翼飛行器控制技術(shù)研究[D]. 蔡亮亮.南京航空航天大學(xué) 2016
[8]新構(gòu)型傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器總體方案設(shè)計(jì)與研究[D]. 朱海東.南京航空航天大學(xué) 2016
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[10]面向四旋翼飛行器的室內(nèi)定位系統(tǒng)[D]. 于拓.上海交通大學(xué) 2015



本文編號：3221170