小型無人直升機是一種高度智能,可以代替人類完成各種高難度任務的飛行器,具有體型小、隱蔽性強、機動靈活等特點,在民用和軍事等領域具有很廣泛的應用。隨著科技的發(fā)展,小型無人直升機逐漸成為國內(nèi)外研究的重點。本文圍繞著小型無人直升機的建模和魯棒飛行控制展開研究,具體的研究的內(nèi)容以及成果如下:首先,建立了小型無人直升機的非線性與線性化模型。對小型無人直升機的各個部分進行受力分析,根據(jù)力、力矩與小型無人直升機運動的關系,建立小型無人直升機的非線性模型;利用小擾動線性化的方法對非線性模型進行線性化,并通過測量和計算,給出了線性模型中的部分參數(shù)。然后,搭建了小型無人直升機的辨識平臺,并通過系統(tǒng)辨識的方法進行模型參數(shù)優(yōu)化。通過軟件和硬件的設計,完成了對小型無人直升機姿態(tài)數(shù)據(jù)的采集,濾波,計算,傳輸?shù)?設計了地面站系統(tǒng),接收采集到的姿態(tài)數(shù)據(jù)并記錄;利用記錄的姿態(tài)數(shù)據(jù),采用幅頻特性曲線擬合的方法,對小型無人直升機的模型參數(shù)進行優(yōu)化。其次,考慮到小型無人直升機所受到的干擾,設計了一種基于擴張狀態(tài)觀測器的H_∞魯棒跟蹤控制器,并在此基礎上進行了軌跡跟蹤控制器的設計。該方法通過擴張狀態(tài)觀測器對...

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 小型無人直升機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 小型無人直升機建模的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 小型無人直升機控制方法研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的主要內(nèi)容
    1.4 本文內(nèi)容安排
    1.5 本章小結
第二章 小型無人直升機的建模
    2.1 建模方法和建模對象介紹
        2.1.1 建模方法介紹
        2.1.2 建模對象介紹
    2.2 小型無人直升機坐標體系
        2.2.1 地面坐標系O_E- X_EY_EZE

        2.2.2 機體坐標系O-XYZ
        2.2.3 坐標系之間的轉換
    2.3 小型無人直升機力與力矩計算
        2.3.1 旋翼的揮舞運動分析
        2.3.2 氣動力與氣動力矩計算
    2.4 小型無人直升機模型建立
        2.4.1 動力學方程
        2.4.2 運動學方程
        2.4.3 小擾動線性化分析
        2.4.4 懸停狀態(tài)線性化模型
    2.5 本章小結
第三章 小型無人直升機辨識平臺搭建與參數(shù)辨識
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)辨識平臺的機載系統(tǒng)設計
        3.2.1 機載系統(tǒng)硬件
        3.2.2 機載系統(tǒng)軟件
    3.3 系統(tǒng)辨識平臺的地面站系統(tǒng)
    3.4 小型無人直升機參數(shù)辨識
    3.5 本章小結
第四章 基于擴張狀態(tài)觀測器的H_∞魯棒飛行控制
    4.1 引言
    4.2 問題描述
    4.3 基于擴張狀態(tài)觀測器的H_∞魯棒角速率跟蹤控制
    4.4 小型無人直升機軌跡跟蹤控制器設計
    4.5 仿真驗證
    4.6 本章小結
第五章 小型無人直升機閉環(huán)極點虛部受限鎮(zhèn)定控制
    5.1 引言
    5.2 問題描述
    5.3 閉環(huán)極點虛部受限姿態(tài)鎮(zhèn)定控制器設計
    5.4 仿真驗證
    5.5 本章小結
第六章 小型無人直升機基于閉環(huán)極點虛部受限的H_∞魯棒姿態(tài)跟蹤控制
    6.1 引言
    6.2 問題描述
    6.3 基于閉環(huán)極點虛部受限的H_∞魯棒姿態(tài)跟蹤控制器設計
    6.4 仿真驗證
    6.5 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文



本文編號：3758948

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