無人機(jī)（UAV）因其廣泛的應(yīng)用而引起了研究者的密切關(guān)注,四旋翼無人機(jī)也被稱為四旋翼飛行器,它是最簡單和最受歡迎的多旋翼無人機(jī),被應(yīng)用于航空攝影、地質(zhì)勘探、管道檢測、環(huán)境評價(jià)等多個(gè)領(lǐng)域。對四旋翼無人機(jī)控制的研究具有十分重要的實(shí)際意義。本文首先介紹了滑模控制的相關(guān)基礎(chǔ)知識、定理以及基本原理,根據(jù)四旋翼無人機(jī)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)建立系統(tǒng)動力學(xué)模型,并進(jìn)一步對閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。針對具有非線性特性和存在外部干擾的無人機(jī),本文提出了一種限定時(shí)間非奇異終端滑�？刂品椒�。通過限定時(shí)間終端滑模面的構(gòu)造,位置子系統(tǒng)和姿態(tài)子系統(tǒng)的控制器的設(shè)計(jì)和控制參數(shù)的設(shè)置,保證了對四旋翼無人機(jī)滑�？刂频南薅〞r(shí)間穩(wěn)定性,且穩(wěn)定時(shí)間與初始系統(tǒng)狀態(tài)無關(guān)。基于終端滑�？刂品椒ㄔO(shè)計(jì)了新的滑模面,在控制器設(shè)計(jì)中引入了基于切換飽和函數(shù)的非奇異終端滑模控制方法以避免奇異性,并給出了非奇異終端滑�？刂葡到y(tǒng)全局穩(wěn)定性的證明。通過Matlab軟件仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該滑�？刂品椒ǖ挠行�。在理論推導(dǎo)和仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將限定時(shí)間非奇異終端滑�？刂茟�(yīng)用到實(shí)際的四旋翼無人機(jī)實(shí)驗(yàn)中,實(shí)現(xiàn)對下落氣球的識別和追蹤實(shí)驗(yàn),對圖像采集、通信準(zhǔn)確率和識別準(zhǔn)確率和都進(jìn)... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

無人機(jī)表演及實(shí)物圖

圖 1.2 早期研發(fā)的無人機(jī)實(shí)物圖在美國俄亥俄州西南部代頓城市的美國空軍部，George De Bothezat 直升飛機(jī)，然而一百多次的試飛實(shí)驗(yàn)并沒有很好地飛行效果。計(jì)了多旋翼飛行器，然而試飛失敗，經(jīng)過不斷的改進(jìn)和優(yōu)化，三年造了當(dāng)時(shí)直升機(jī)領(lǐng)域的世界紀(jì)錄。這架直升機(jī)第一次實(shí)現(xiàn)飛行一千米 14 分鐘。Convertawing 于 1956 年設(shè)計(jì)出一架雙發(fā)動機(jī)四旋翼直升有余。來，隨著控制理論、微傳感器技術(shù)和嵌入式處理器研究的逐漸成熟，究人員強(qiáng)烈的興趣[6-7]。研究集中在小型或微型四旋翼無人機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)能源等方面。四旋翼無人機(jī)逐步向高效、簡便、微型、智能化方向進(jìn)研究廣泛拓展到民用化、軍事化等應(yīng)用。九十年代早期，美國工程師 Mike Dammar 研制出一架四旋翼無人機(jī)固定在機(jī)身為無人機(jī)供電，產(chǎn)品后更名為 Draganflyer。Draganflyer

圖 1.3 md4-200 四旋翼無人機(jī) 圖 1.4 Draganflyer 四軸無人機(jī)圖 1.5AR.Drone 四旋翼 圖 1.6 大疆 Phantom 無人機(jī)無人機(jī)在國內(nèi)很多場合也得到廣泛了應(yīng)用。順豐速運(yùn)于 2013 年，在廣東東莞市了進(jìn)機(jī)送貨的內(nèi)部測試。2014 年，亞馬遜公司推出了無人機(jī) Prime Air 送貨服務(wù)。2015 年成為第一家在國內(nèi)推出無人機(jī)快遞業(yè)務(wù)的物流公司，采用一整套的飛行調(diào)度系統(tǒng)組成模式，涉及無人機(jī)全天候待命、地面收發(fā)站點(diǎn)、遠(yuǎn)程調(diào)度系統(tǒng)和民航監(jiān)管部門等模塊

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]欠驅(qū)動水下無人航行器航跡跟蹤滑�？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張藝,余紅英,劉琛.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2018(08)
[2]解密多旋翼無人機(jī)的發(fā)展歷程[J]. 姜連濤.  第二課堂（A）. 2018(06)
[3]固定翼無人機(jī)地面車輛目標(biāo)自動檢測[J]. 李大偉,李明濤,鄭建華,楊成偉.  電子設(shè)計(jì)工程. 2018(08)
[4]Sliding Mode Control for Flexible-link Manipulators Based on Adaptive Neural Networks[J]. Hong-Jun Yang,Min Tan.  International Journal of Automation and Computing. 2018(02)
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[8]基于Lab和YUV顏色空間的污油圖像分割研究[J]. 邢致愷,賈鶴鳴,邢國軍,張森,朱柏卓,朱傳旭.  中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2017(23)
[9]Finite-time Sliding Mode Control Design for a Class of Uncertain Conic Nonlinear Systems[J]. Shuping He,Jun Song.  IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(04)
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碩士論文
[1]隧道裂縫圖像采集與檢測技術(shù)研究[D]. 高泰.北京交通大學(xué) 2018
[2]四軸無人機(jī)多約束條件下的跟蹤控制和軌跡規(guī)劃方法研究[D]. 林鵬宏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]四旋翼飛行器的滑�？刂扑惴ㄑ芯縖D]. 白敬潔.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[4]基于滑模變結(jié)構(gòu)方法的混沌同步研究[D]. 呂艷文.遼寧師范大學(xué) 2012
[5]基于滑模觀測器的故障診斷技術(shù)及其在飛控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 劉京津.南京航空航天大學(xué) 2008



本文編號：3233864