本文關(guān)鍵詞：小型四旋翼飛行器的位置控制方法研究及應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：小型四旋翼飛行器是一種對(duì)四個(gè)旋翼聯(lián)合驅(qū)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)飛行位置及姿態(tài)控制的飛行器,其具有機(jī)構(gòu)新穎簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)懸停,載重量大,操作靈活,廣泛的應(yīng)用在偵查、探測(cè)、航拍等領(lǐng)域。如將四軸飛行器作為一個(gè)平臺(tái),可根據(jù)不同的需求,選擇不同的配件使之完成相應(yīng)的任務(wù)。在軍事領(lǐng)域中可用于偵察監(jiān)視、通信中繼、電子干擾、攻擊任務(wù)等,而在民用領(lǐng)域發(fā)展較快,如快遞投送、交通監(jiān)視、地質(zhì)勘探、災(zāi)害搜救、攝影航拍等,可以說(shuō)四軸飛行器都顯示出了極高的研究和商業(yè)應(yīng)用價(jià)值,已經(jīng)成為目前最有前途、最有潛力的小型飛行器。本文通過(guò)建立小型四旋翼飛行器的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型,把數(shù)學(xué)模型分解成為四個(gè)獨(dú)立的控制通道,采用模糊PID控制技術(shù)設(shè)計(jì)出穩(wěn)定可靠的控制器,通過(guò)仿真分析驗(yàn)證其控制策略的可行性,并將控制策略加載到四旋翼飛行器平臺(tái)上,最終實(shí)現(xiàn)四旋翼飛行器的穩(wěn)定懸停和遙控飛行。本文主要對(duì)四旋翼飛行器進(jìn)行滾轉(zhuǎn)角控制、俯仰角控制、偏航角的控制、以及高度控制,以及飛行器的姿態(tài)控制。飛行器以ATmega2560為控制核心,集成MPU6050六軸運(yùn)動(dòng)處理的傳感器、HMC5883L三軸數(shù)字羅盤、MS5611的高精度氣壓計(jì),最終飛行器可以實(shí)現(xiàn)懸停、上升、下降、等各種姿態(tài)的平穩(wěn)飛行。
【關(guān)鍵詞】：四旋翼 動(dòng)力學(xué)模型 模糊PID控制
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V249.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題研究的背景8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的主要任務(wù)13-14
• 第二章 小型四旋翼飛行器模型建立14-22
• 2.1 引言14
• 2.2 飛行器結(jié)構(gòu)及工作原理14-17
• 2.2.1 結(jié)構(gòu)形式14-15
• 2.2.2 工作原理15-17
• 2.3 飛行器數(shù)學(xué)模型17-22
• 2.3.1 坐標(biāo)系及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換17
• 2.3.2 動(dòng)力學(xué)方程17-20
• 2.3.4 四旋翼飛行器數(shù)學(xué)模型的建立20-22
• 第三章 控制方法研究22-42
• 3.1 控制方案22-24
• 3.1.1 控制策略22
• 3.1.2 控制規(guī)律22-23
• 3.1.3 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)23-24
• 3.2 自整定模糊PID控制器設(shè)計(jì)24-31
• 3.2.1 模糊控制的基本原理24-27
• 3.2.2 模糊PID參數(shù)整定的基本思想及設(shè)計(jì)27-31
• 3.3 飛行器姿態(tài)控制的模糊PID參數(shù)整定31-42
• 3.3.1 俯仰（翻滾）控制31-35
• 3.3.2 偏航控制35-36
• 3.3.3 前向（側(cè)向）位置控制36-39
• 3.3.4 高度控制39-42
• 第四章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及測(cè)試結(jié)果42-60
• 4.1 飛行器本體42-46
• 4.1.1 飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42-43
• 4.1.2 動(dòng)力裝置選型43-44
• 4.1.3 控制模塊設(shè)計(jì)44-45
• 4.1.4 電源模塊設(shè)計(jì)45-46
• 4.2 傳感器選型46-51
• 4.2.1 姿態(tài)傳感器46-48
• 4.2.2 地磁傳感器48-49
• 4.2.3 氣壓傳感器49-51
• 4.3 主控單元選型51-58
• 4.3.1 主控芯片51-52
• 4.3.2 控制器簡(jiǎn)介52-53
• 4.3.3 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介53
• 4.3.4 軟件流程53-58
• 4.4 飛行測(cè)試結(jié)果58-60
• 第五章 總結(jié)與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李虎;BP算法的改進(jìn)及其在PID優(yōu)化控制中的應(yīng)用研究[D];西安科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：小型四旋翼飛行器的位置控制方法研究及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：348996