關(guān)于四旋翼無人機(jī)的控制研究,一般從位置控制和姿態(tài)控制入手。針對四旋翼無人機(jī)中存在擾動的情況,本文運(yùn)用了雙閉環(huán)的控制策略,采用兩種不同的控制方法,分別對無人機(jī)的位置和姿態(tài)進(jìn)行控制。由于無人機(jī)系統(tǒng)自身的物理限制,輸入飽和現(xiàn)象普遍存在于控制系統(tǒng)中,本文在姿態(tài)子系統(tǒng)中對輸入飽和受限的影響進(jìn)行分析。在上述獨(dú)立無人機(jī)的控制策略的基礎(chǔ)上,順應(yīng)當(dāng)今無人機(jī)編隊的熱點(diǎn)問題,文章進(jìn)而對多無人機(jī)編隊做了基于滑�？刂频姆植际接邢迺r間編隊控制研究。并且運(yùn)用自抗擾控制策略,對系統(tǒng)內(nèi)部不可建模和外部未知的擾動進(jìn)行估計并補(bǔ)償。本文針對基于擾動和系統(tǒng)輸入飽和受限情況下的獨(dú)立無人機(jī)系統(tǒng)控制及多無人機(jī)有限時間分布式編隊研究問題深入研究,主要工作包括:第一、針對輸入飽和受限的獨(dú)立無人機(jī)系統(tǒng),采用雙閉環(huán)控制策略分別對位置系統(tǒng)和姿態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行控制。外環(huán)中,設(shè)計滑模變結(jié)構(gòu)控制方法,控制并跟蹤位置子系統(tǒng)的三個自由度,以實(shí)現(xiàn)四旋翼無人機(jī)位置子系統(tǒng)的穩(wěn)定,利用Laypunov穩(wěn)定性分析證明位置子系統(tǒng)在所提出的滑模控制算法下能夠達(dá)到一致性穩(wěn)定。同時,計算出姿態(tài)子系統(tǒng)的虛擬姿態(tài)角,用于無人機(jī)內(nèi)環(huán)姿態(tài)子系統(tǒng)的控制研究。最后,通過仿真驗證所設(shè)計的滑...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
專用術(shù)語注釋表
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無人機(jī)系統(tǒng)控制研究現(xiàn)狀
        1.2.2 無人機(jī)輸入飽和受限的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 無人機(jī)編隊的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 相關(guān)背景知識介紹
    2.1 引言
    2.2 飽和函數(shù)
        2.2.1 飽和函數(shù)的定義
        2.2.2 飽和函數(shù)的有界處理
    2.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制
        2.3.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制定義及基本問題
    2.4 自適應(yīng)跟蹤控制
    2.5 雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)
    2.6 自抗擾控制
    2.7 本章小結(jié)
第三章 基于滑�？刂频臒o人機(jī)位置子系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 四旋翼無人機(jī)系統(tǒng)建模
        3.1.1 四旋翼無人機(jī)動力學(xué)模型
        3.1.2 數(shù)學(xué)模型處理
    3.2 滑�？刂圃O(shè)計
        3.2.1 滑模函數(shù)及滑�？刂坡稍O(shè)計
    3.3 理論證明
    3.4 MATLAB仿真與分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于自適應(yīng)跟蹤控制的無人機(jī)姿態(tài)子系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 虛擬姿態(tài)角
    4.2 自適應(yīng)跟蹤控制設(shè)計
        4.2.1 自適應(yīng)跟蹤控制律設(shè)計
    4.3 理論證明
    4.4 自抗擾控制器設(shè)計
        4.4.1 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器設(shè)計
    4.5 MATLAB仿真與分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 多無人機(jī)分布式編隊控制
    5.1 多四旋翼無人機(jī)系統(tǒng)建模
        5.1.1 數(shù)學(xué)模型
        5.1.2 本章提出的相關(guān)假設(shè)
    5.2 位置子系統(tǒng)控制器設(shè)計
        5.2.1 滑模面的設(shè)計
        5.2.2 滑�？刂破髟O(shè)計
    5.3 姿態(tài)子系統(tǒng)控制器設(shè)計
        5.3.1 滑模面的設(shè)計
        5.3.2 滑模控制器設(shè)計
    5.4 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器(ESO)設(shè)計
    5.5 MATLAB仿真與分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文研究工作總結(jié)
    6.2 未來研究的展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利
附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
致謝



本文編號：3791917