近年來(lái),四旋翼無(wú)人機(jī)以其靈活度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉和可垂直升降等優(yōu)點(diǎn),克服了傳統(tǒng)巡檢方法存在的各類缺陷,廣泛地應(yīng)用于電力、橋梁和道路等巡檢領(lǐng)域。四旋翼無(wú)人機(jī)的自主飛行能力直接決定著巡檢效果的優(yōu)劣程度。作為自主飛行研究中的關(guān)鍵技術(shù),飛行控制技術(shù)與路徑規(guī)劃技術(shù)有著重要的研究前景與意義。對(duì)于飛行控制技術(shù),首先針對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與飛行原理對(duì)其進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)受力分析,利用Newton-Euler方程建立其在風(fēng)場(chǎng)下的動(dòng)力學(xué)模型并對(duì)風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行描述。在確定對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行控制的可行性后,將四旋翼無(wú)人機(jī)在湍流風(fēng)場(chǎng)擾動(dòng)下的動(dòng)力學(xué)模型與全局快速終端滑�？刂圃硐嘟Y(jié)合,并引入虛擬控制律設(shè)計(jì)出全局快速終端滑�？刂破鞯幕Ｇ袚Q面與各個(gè)自由度的控制律。利用MATLAB/Simulink軟件搭建四旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)模塊,對(duì)巡檢四旋翼無(wú)人機(jī)的懸停狀態(tài)和路徑跟蹤狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明該控制器具有較高的可靠性與魯棒性,可以適用于巡檢四旋翼無(wú)人機(jī)在湍流風(fēng)場(chǎng)干擾下的飛行控制。對(duì)于路徑規(guī)劃技術(shù),首先針對(duì)巡檢任務(wù)的形式建立TSP數(shù)學(xué)模型,分析四旋翼無(wú)人機(jī)在飛行空間中的環(huán)境約束和機(jī)身性能指標(biāo)約束,引入一種無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃常用的Du... 

【文章來(lái)源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

各組旋翼因自身的旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)向相反的扭轉(zhuǎn)力矩。當(dāng)無(wú)法平衡時(shí)，無(wú)人機(jī)會(huì)產(chǎn)生自旋運(yùn)動(dòng)。為了克服這一現(xiàn)象，抵消組旋翼的旋向需保持一致，不同組旋翼的旋向需不同。即 1 號(hào)和翼按照逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，2 號(hào)和 4 號(hào)的左右旋翼以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)意圖如圖 2-1 所示。

圖 2-2 飛行位姿示意圖態(tài)原理介紹如下：垂直升降運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式包括上升、下降和懸停運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。各個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速抵消且總升力從零開(kāi)始增加，當(dāng)總升力的增量大于自重時(shí)，面，實(shí)現(xiàn)起飛。無(wú)人機(jī)起飛后轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大時(shí)，可以完成上離開(kāi)地面后減小旋翼的轉(zhuǎn)速，使得總升力小于自重時(shí)候，可當(dāng)無(wú)人機(jī)飛在空中且總升力和自重相等時(shí)，無(wú)人機(jī)可以懸停偏航運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式為繞機(jī)身豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)增大 1、3 號(hào)量的減小 2、4 號(hào)旋翼的轉(zhuǎn)速，或減小 1、3 號(hào)旋翼的轉(zhuǎn)速并 號(hào)旋翼的轉(zhuǎn)速時(shí)。旋翼因自身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩的代數(shù)量無(wú)人機(jī)會(huì)繞機(jī)身的中心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生偏航運(yùn)動(dòng)。俯仰運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式為繞左右側(cè)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng) 1、3 號(hào)旋翼中

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3501419