隨著社會(huì)的快速發(fā)展,四旋翼無(wú)人機(jī)憑借自身的優(yōu)勢(shì),越來(lái)越受到消費(fèi)者們的喜愛(ài),在未來(lái)具有廣闊的應(yīng)用前景。由于單架四旋翼無(wú)人機(jī)完成任務(wù)的局限性,多架四旋翼無(wú)人機(jī)協(xié)同編隊(duì)控制技術(shù)備受各界關(guān)注,成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)課題。本論文在研究四旋翼無(wú)人機(jī)姿態(tài)解算基礎(chǔ)上,研究多架四旋翼無(wú)人機(jī)協(xié)同編隊(duì)控制技術(shù)。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,選用合適的坐標(biāo)系,根據(jù)四旋翼無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)和受力,建立單架四旋翼無(wú)人機(jī)的質(zhì)心模型和角運(yùn)動(dòng)模型。然后,運(yùn)用搭建的四旋翼無(wú)人機(jī)動(dòng)力模型,解算姿態(tài)角。由于IMU單元采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)在四旋翼無(wú)人機(jī)靜止時(shí)存在零漂,同時(shí)四旋翼無(wú)人機(jī)在飛行時(shí)也會(huì)由于電機(jī)的振動(dòng)引入振動(dòng)噪聲,因此本論文分別采用EKF結(jié)合四元數(shù)、互補(bǔ)濾波器和自適應(yīng)互補(bǔ)濾波器結(jié)合四元數(shù)解算出四旋翼無(wú)人機(jī)的姿態(tài)角。根據(jù)四旋翼無(wú)人機(jī)飛行試驗(yàn)結(jié)果,最終采用自適應(yīng)互補(bǔ)濾波器結(jié)合四元數(shù)解算出四旋翼無(wú)人機(jī)的姿態(tài)角。再次,根據(jù)解算的姿態(tài)角,研究單架四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行控制算法,分別將經(jīng)典PID、自適應(yīng)積分分離PID、串級(jí)PID以及模糊PID應(yīng)用到四旋翼無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)。根據(jù)四旋翼無(wú)人機(jī)編隊(duì)控制系統(tǒng)的特點(diǎn),提出自適應(yīng)模糊PID控制器。該控制算法采用分段式控制... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 四旋翼無(wú)人機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 單架四旋翼無(wú)人機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 四旋翼無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)
第二章 四旋翼無(wú)人機(jī)工作原理和動(dòng)力建模
    2.1 四旋翼無(wú)人機(jī)基本結(jié)構(gòu)和工作原理
        2.1.1 四旋翼無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)
        2.1.2 四旋翼無(wú)人機(jī)的工作原理
    2.2 四旋翼無(wú)人機(jī)坐標(biāo)系的建立
        2.2.1 機(jī)體坐標(biāo)系
        2.2.2 地面坐標(biāo)系
        2.2.3 地面坐標(biāo)系和機(jī)體坐標(biāo)系的聯(lián)系
    2.3 四旋翼無(wú)人機(jī)動(dòng)力模型的建立
        2.3.1 四旋翼無(wú)人機(jī)質(zhì)心建模
        2.3.2 四旋翼無(wú)人機(jī)角運(yùn)動(dòng)建模
    2.4 四旋翼無(wú)人機(jī)動(dòng)力模型仿真分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 四旋翼無(wú)人機(jī)的姿態(tài)解算
    3.1 四旋翼無(wú)人機(jī)姿態(tài)數(shù)據(jù)分析
        3.1.1 姿態(tài)解算原理
        3.1.2 IMU單元的誤差分析
    3.2 四旋翼無(wú)人機(jī)的濾波
    3.3 四旋翼無(wú)人機(jī)姿態(tài)解算
        3.3.1 基于EKF濾波四元數(shù)法姿態(tài)解算
        3.3.2 基于互補(bǔ)濾波四旋翼無(wú)人機(jī)姿態(tài)解算
        3.3.3 基于自適應(yīng)互補(bǔ)濾波四元數(shù)法姿態(tài)解算
    3.4 姿態(tài)角實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 四旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制算法
    4.1 四旋翼無(wú)人機(jī)經(jīng)典PID控制器建模
        4.1.1 經(jīng)典PID控制器系統(tǒng)概述
        4.1.2 四旋翼無(wú)人機(jī)PID控制器建模
        4.1.3 四旋翼無(wú)人機(jī)自適應(yīng)積分分離PID控制器建模
    4.2 四旋翼無(wú)人機(jī)串級(jí)PID控制器建模
    4.3 四旋翼無(wú)人機(jī)自適應(yīng)模糊PID控制器建模
        4.3.1 模糊PID控制算法的原理和基本結(jié)構(gòu)
        4.3.2 四旋翼無(wú)人機(jī)模糊PID控制器建模
        4.3.3 四旋翼無(wú)人機(jī)自適應(yīng)模糊PID控制器建模
    4.4 本章小結(jié)
第五章 四旋翼無(wú)人機(jī)自主編隊(duì)控制
    5.1 四旋翼無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行模型的建立
    5.2 多四旋翼無(wú)人機(jī)的編隊(duì)控制策略
        5.2.1 多四旋翼無(wú)人機(jī)的編隊(duì)控制方法
        5.2.2 多四旋翼無(wú)人機(jī)編隊(duì)隊(duì)形約束
    5.3 多四旋翼無(wú)人機(jī)的編隊(duì)控制算法
    5.4 編隊(duì)驗(yàn)證及結(jié)果分析
        5.4.1 四旋翼無(wú)人機(jī)編隊(duì)仿真驗(yàn)證
        5.4.2 四旋翼無(wú)人機(jī)編隊(duì)實(shí)物驗(yàn)證
    5.5 本章小節(jié)
第六章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]四旋翼無(wú)人機(jī)的模糊自適應(yīng)PID控制[J]. 許森.  浙江樹(shù)人大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017 (03)
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博士論文
[1]多UAV協(xié)同任務(wù)資源分配與編隊(duì)軌跡優(yōu)化方法研究[D]. 李遠(yuǎn).國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]無(wú)人機(jī)自主編隊(duì)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用研究[D]. 萬(wàn)婧.復(fù)旦大學(xué) 2009

碩士論文
[1]四旋翼無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行的控制策略研究[D]. 劉書(shū)林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行模型的建立與短時(shí)記憶控制[D]. 鄧亮.重慶大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3645363