本文關(guān)鍵詞：無人機(jī)飛行PID控制及智能PID控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無人駕駛飛機(jī)(UAV)廣泛的應(yīng)用價(jià)值、尤其是在軍事上的重要性已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外的高度重視，而無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)是無人機(jī)能夠安全、有效地完成復(fù)雜戰(zhàn)術(shù)／戰(zhàn)略使命的基本前提，因此迫切需要加強(qiáng)該領(lǐng)域的研究工作。 本文主要利用常規(guī)PID控制和智能PID控制的理論來研究無人機(jī)飛行控制律的設(shè)計(jì)。 首先，建立無人機(jī)對(duì)象模型。在前蘇聯(lián)體制下，建立無人機(jī)六自由度十二階非線性微分方程，并對(duì)模型進(jìn)行線性化，得到無人機(jī)的縱向和側(cè)向線性化方程。 接著，介紹了所采用的常規(guī)PID和智能PID控制的思路和方法，以及如何將智能PID應(yīng)用于無人機(jī)飛行控制律設(shè)計(jì)。 然后，針對(duì)縱向控制系統(tǒng)，研究了其組成和控制方案，分別用常規(guī)PID和智能PID方法設(shè)計(jì)了縱向俯仰姿態(tài)保持、高度保持模態(tài)的控制律，并對(duì)兩種控制方法的控制效果進(jìn)行了對(duì)比。 最后，針對(duì)橫側(cè)向控制系統(tǒng)，研究了其組成和控制方案，用常規(guī)PID控制方法分別設(shè)計(jì)了傾斜姿態(tài)保持／控制模態(tài)、航向保持／控制模態(tài)及協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎控制模態(tài)的控制律。 大量的仿真結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的無人機(jī)常規(guī)PID控制律是有效的，設(shè)計(jì)的智能PID控制律也顯示出其優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：無人機(jī) 常規(guī)PID 智能PID 飛行控制 縱向控制 橫側(cè)向控制
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：V249
【目錄】：

• 1 緒論7-11
• 1.1 研究背景、目的及意義7-8
• 1.2 無人機(jī)飛行控制的發(fā)展和現(xiàn)狀8-10
• 1.3 本課題的主要任務(wù)10-11
• 2 無人機(jī)模型的建立11-26
• 2.1 假設(shè)條件11
• 2.2 各種坐標(biāo)系、飛機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)及操縱機(jī)構(gòu)11-14
• 2.2.1 各種坐標(biāo)系11-13
• 2.2.1.1 地面坐標(biāo)系A(chǔ)X_dY_dZ_d11-12
• 2.2.1.2 機(jī)體坐標(biāo)系OX_tY_tZ_t12
• 2.2.1.3 速度坐標(biāo)系(氣流坐標(biāo)系)OX_qY_qZ_q12-13
• 2.2.2 飛機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)13-14
• 2.2.2.1 姿態(tài)角13
• 2.2.2.2 向量與機(jī)體坐標(biāo)系的關(guān)系13
• 2.2.2.3 飛機(jī)速度向量與地面坐標(biāo)系的關(guān)系13-14
• 2.2.3 控制量與被控量14
• 2.3 蘇聯(lián)體制下十二階非線性模型的建立過程14-19
• 2.3.1 動(dòng)力學(xué)方程組14-16
• 2.3.2 通過坐標(biāo)變換確定的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組16-19
• 2.3.2.1 角位置運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組16
• 2.3.2.2 線位置的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組16-19
• 2.4 無人機(jī)動(dòng)力學(xué)／運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的線性化19-23
• 2.4.1 完整的側(cè)向原始微分方程19
• 2.4.2 側(cè)向運(yùn)動(dòng)方程式的線性化19-22
• 2.4.3 線性化側(cè)向運(yùn)動(dòng)方程式的狀態(tài)空間表達(dá)式22-23
• 2.4.4 線性化縱向運(yùn)動(dòng)方程式的狀態(tài)空間表達(dá)式23
• 2.5 英美體制下飛機(jī)的數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 3 常規(guī)PID到智能PID的思路和方法26-35
• 3.1 常規(guī)PID控制26-28
• 3.2 常規(guī)PID控制器參數(shù)整定方法28-29
• 3.2.1 臨界比例度法28
• 3.2.2 衰減曲線法28-29
• 3.3 非線性智能PID控制的設(shè)計(jì)思想29-32
• 3.3.1 專家式智能PID控制31
• 3.3.2 智能PID自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)31
• 3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制31
• 3.3.4 模糊PID控制31-32
• 3.3.5 本文所研究的智能PID的特點(diǎn)32
• 3.4 無人機(jī)智能PID控制算法設(shè)計(jì)的思路32-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 4 縱向控制律的分析與設(shè)計(jì)35-50
• 4.1 飛行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析35-36
• 4.1.1 飛行控制系統(tǒng)模態(tài)36
• 4.2 縱向控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案36-37
• 4.2.1 設(shè)計(jì)方案36-37
• 4.3 俯仰姿態(tài)保持模態(tài)下的常規(guī)PID和智能PID控制律設(shè)計(jì)37-46
• 4.3.1 俯仰姿態(tài)控制結(jié)構(gòu)37-38
• 4.3.2 常規(guī)PID和智能PID飛行控制律設(shè)計(jì)思路38-39
• 4.3.2.1 常規(guī)PID飛行控制律設(shè)計(jì)思路38-39
• 4.3.2.2 智能PID飛行控制律設(shè)計(jì)思路39
• 4.3.3 低空俯仰角保持的控制律設(shè)計(jì)39-43
• 4.3.4 高空俯仰角保持的控制律設(shè)計(jì)43-44
• 4.3.5 高高空俯仰角保持的控制律設(shè)計(jì)44-46
• 4.4 高度保持／控制模態(tài)控制律的設(shè)計(jì)和仿真46-49
• 4.4.1 控制結(jié)構(gòu)和控制策略46-47
• 4.4.2 常規(guī)PID和智能PID控制律的設(shè)計(jì)和對(duì)比47-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 5 橫側(cè)向控制律的分析和設(shè)計(jì)50-59
• 5.1 橫側(cè)向控制系統(tǒng)的組成和設(shè)計(jì)方案50
• 5.2 傾斜姿態(tài)保持／控制模態(tài)50-52
• 5.3 航向保持／控制模態(tài)控制律設(shè)計(jì)52-55
• 5.4 協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎55-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)束語59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-62

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 黃健;王維軍;;某STOL飛翼降落動(dòng)態(tài)特性分析及控制律設(shè)計(jì)[J];硅谷;2012年16期

2 余永平;;基于模糊PID控制的無人機(jī)高度控制模態(tài)仿真[J];飛機(jī)設(shè)計(jì);2013年04期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐永旺;無人機(jī)自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì)及控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 葉水根;某型無人機(jī)空中階段控制律設(shè)計(jì)與仿真[D];電子科技大學(xué);2011年

3 鄭成;翼傘飛行運(yùn)動(dòng)建模與翼傘空投控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

4 曲磊;小型無人搜救飛艇的控制系統(tǒng)研究[D];山東科技大學(xué);2011年

5 倪恒;室內(nèi)飛艇綜合檢測(cè)與參數(shù)標(biāo)定系統(tǒng)研究[D];沈陽航空航天大學(xué);2011年

6 謝嵐;高空長(zhǎng)航時(shí)無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];湖南大學(xué);2011年

7 邵義龍;武裝直升機(jī)對(duì)地攻擊關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

8 李良;無人直升機(jī)飛行控制方法及GPS應(yīng)用研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院;2006年

9 周向陽;小型無人直升機(jī)控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2008年

10 戴世通;無人機(jī)飛行可視化仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西安理工大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：無人機(jī)飛行PID控制及智能PID控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：380951