四旋翼飛行器是由旋翼、槳葉、飛行控制器和導(dǎo)航系統(tǒng)組成,能夠在三維空中實(shí)現(xiàn)垂直起降、懸停、橫滾、俯仰等空中運(yùn)動(dòng),其主要的特點(diǎn)有結(jié)構(gòu)單一、制造成本低、容易實(shí)現(xiàn),具有巨大的應(yīng)用市場。在軍事領(lǐng)域中,可以迅速投入實(shí)際戰(zhàn)場完成偵察和監(jiān)視任務(wù),其優(yōu)異的機(jī)動(dòng)性和隱蔽性可以執(zhí)行普通士兵無法完成的任務(wù),或者直接攻擊敵方的重要目標(biāo)。在民用領(lǐng)域中,可以將其迅速投入到森林防火、搜索救援、旅游航拍和電力巡檢等任務(wù)。本文采用PID控制算法設(shè)計(jì)四旋翼飛行器,并在此基礎(chǔ)上通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法自動(dòng)整定PID控制算法的相關(guān)參數(shù),采用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法設(shè)計(jì)四旋翼飛行器的導(dǎo)航系統(tǒng),并通過MATLAB仿真平臺得出此方法具有很高的自適應(yīng)性和穩(wěn)定性。本文主要包括以下內(nèi)容:（1）對四旋翼飛行器監(jiān)控的要求,將4G模塊、RUDP協(xié)議、AES加密算法融入飛行控制器系統(tǒng),可以將實(shí)時(shí)飛行記錄的相關(guān)數(shù)據(jù),安全穩(wěn)定地通過4G模塊發(fā)出,由地面站接收并保存。（2）PID控制算法廣泛應(yīng)用于控制器的設(shè)計(jì),其參數(shù)的調(diào)節(jié)需要根據(jù)操作員自身的經(jīng)驗(yàn)做出適當(dāng)?shù)臎Q策,但對環(huán)境的敏感度較低。本文采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的相關(guān)原理,將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID控制器相結(jié)合,自動(dòng)調(diào)節(jié)相關(guān)的時(shí)... 

【文章來源】：成都信息工程大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

賓夕法尼亞大學(xué)開發(fā)的四旋翼飛行器麻省理工學(xué)院中RobustRoboticsGroup實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)出一種新型的自主式微

-3 Robust Robotics Group 實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的微型四旋翼飛外，歐洲知名的大學(xué)和著名的公司也對四旋翼得了可觀的成果。法國諾特（Parrot）公司采開發(fā)出了一款名為 AR.Drone Quadricopter 的四過機(jī)身周圍的慣性測量單元來計(jì)算飛行器的動(dòng)電機(jī)的陀螺效應(yīng)等進(jìn)行分析，得到空間狀于軋輥、俯仰、偏航角和高度的閉環(huán) PID 控制飛行器的系統(tǒng)，消費(fèi)者可以使用 iPad、iPho其進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和控制。除此之外，該公司采技術(shù)、聲吶和空氣動(dòng)力學(xué)模型，還開發(fā)了商制系統(tǒng)，可以進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航和跟蹤。

圖 1-3 Robust Robotics Group 實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的微型四旋翼飛行器國高校外，歐洲知名的大學(xué)和著名的公司也對四旋翼飛行器進(jìn)索，取得了可觀的成果。法國諾特（Parrot）公司采用旋翼型設(shè)計(jì)，開發(fā)出了一款名為 AR.Drone Quadricopter 的四旋翼飛 所示，通過機(jī)身周圍的慣性測量單元來計(jì)算飛行器的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)旋槳和轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的陀螺效應(yīng)等進(jìn)行分析，得到空間狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)分別用于軋輥、俯仰、偏航角和高度的閉環(huán) PID 控制律。該遠(yuǎn)程控制飛行器的系統(tǒng)，消費(fèi)者可以使用 iPad、iPhone 和 iPo一樣對其進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和控制。除此之外，該公司采用低成本算機(jī)視覺技術(shù)、聲吶和空氣動(dòng)力學(xué)模型，還開發(fā)了商業(yè)化的微術(shù)和控制系統(tǒng)，可以進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航和跟蹤。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大疆無人機(jī)突破式創(chuàng)新的啟示[J]. 周英芬,徐明.  中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2017(40)
[2]基于4G模塊的高精度傾角測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王濤,劉軍,曾國強(qiáng),卿松,胡天宇,郭生良.  儀表技術(shù)與傳感器. 2017(08)
[3]大疆無人機(jī)占領(lǐng)國際市場的成功經(jīng)驗(yàn)與啟示[J]. 馬翊華,郭立甫.  對外經(jīng)貿(mào)實(shí)務(wù). 2016(01)
[4]捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)傳感器標(biāo)定算法在四軸飛行器上的應(yīng)用[J]. 林嘉森,郭陽陽.  信息技術(shù)與信息化. 2015(06)
[5]大疆:無人機(jī)從中國起飛[J]. 王言.  機(jī)器人產(chǎn)業(yè). 2015(01)
[6]基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的霧霾天氣預(yù)測研究[J]. 艾洪福,石瑩.  計(jì)算機(jī)仿真. 2015(01)
[7]DSP的MAVLink微型無人機(jī)通信協(xié)議移植與應(yīng)用[J]. 呂強(qiáng),倪佩佩,王國勝,劉峰.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2014(11)
[8]基于改進(jìn)粒子群算法的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器設(shè)計(jì)[J]. 王彥,鄧勇,王超.  控制工程. 2012(05)
[9]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 毛健,趙紅東,姚婧婧.  電子設(shè)計(jì)工程. 2011(24)
[10]具有遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的HVDC PID控制器設(shè)計(jì)[J]. 王紀(jì)亮,焦曉紅.  化工自動(dòng)化及儀表. 2010(04)

博士論文
[1]船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的建模與仿真[D]. 高海波.武漢理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于MAVLink協(xié)議的無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 賴七生保.杭州電子科技大學(xué) 2017
[2]基于MEMS的四旋翼飛行器通信與導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 王清鵬.沈陽理工大學(xué) 2016
[3]多旋翼飛控芯片中MAVLink協(xié)議電路的設(shè)計(jì)與測試[D]. 駱貞平.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于LabVIEW的小型無人機(jī)地面站系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 張浩然.長春理工大學(xué) 2014
[5]小型四旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 劉煥曄.上海交通大學(xué) 2009
[6]四旋翼垂直起降機(jī)控制問題的研究[D]. 萬德旺.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[7]傳輸協(xié)議RUDP的分析研究及改進(jìn)[D]. 陳炯.電子科技大學(xué) 2008
[8]四旋翼無人直升機(jī)飛行控制技術(shù)研究[D]. 單海燕.南京航空航天大學(xué) 2008
[9]四旋翼碟形飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制方法研究[D]. 王俊生.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[10]小型無人旋翼飛行平臺的研制及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 郭慶.西北工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3410017