本文關鍵詞：四旋翼無人直升機仿真及控制方法比較研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無人直升機，尤其是四旋翼直升機，因其飛行原理和結構更為簡單，而在近些年引起了國內外眾多高校的關注和研究。軌跡跟蹤能力作為無人直升機的一項必備技能，其控制算法也被不斷的豐富。 良好的控制算法無疑是無人直升機完成任務的保障。然而我們不可能用實際的無人直升機來進行算法的驗證，如PID，需要調節(jié)參數來實現最優(yōu)控制。沒有經過調試的PID參數用在無人機上對其可能是致命的。因此，能夠進行仿真實驗的無人機仿真平臺的就顯得尤為重要了。 本文首先在分析了實際四旋翼直升機的基礎上，將其各部分模塊化，并根據相關的物理知識，使用MATLAB/Simulink工具建立了四旋翼直升機的仿真環(huán)境，使得控制算法的研究有了驗證的平臺。接下來將PID算法、反演算法和積分反演算法應用到仿真環(huán)境中，通過仿真參數的調節(jié)不斷優(yōu)化控制效果，最終得到四旋翼直升機懸停和軌跡跟蹤兩種情況的實驗結果，以此作為本文實驗的對比項。最后本文將PID算法和積分反演算法分別作用在位置環(huán)和姿態(tài)環(huán)，得到參數優(yōu)化后的實驗結果。 實驗結果首先驗證了試驗平臺的有效性，表明該平臺能夠進行控制算法的驗證。在三種算法實驗結果的對比中，，PID算法和積分反演算法結合的控制方法的實驗結果表明它有效的結合了PID算法和積分反演算法二者的優(yōu)點，在懸停和軌跡跟蹤上對四旋翼直升機的控制效果都比較理想。
【關鍵詞】：軌跡跟蹤 無人機 四旋翼 積分反演算法
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：V279;V249
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 無人直升機8-9
• 1.1.1 微型無人直升機8-9
• 1.1.2 四旋翼無人直升機9
• 1.2 自主軌跡跟蹤9-10
• 1.3 飛行控制10-12
• 1.3.1 控制算法10-11
• 1.3.2 控制算法現狀11-12
• 1.3.3 課題研究意義12
• 1.4 本文主要研究內容和組織結構12-14
• 1.4.1 論文研究的主要工作和內容12-13
• 1.4.2 論文的組織結構13-14
• 第2章 預備知識14-18
• 2.1 引言14
• 2.2 四旋翼直升機飛行原理14-15
• 2.2.1 四旋翼動力14
• 2.2.2 四旋翼運動14-15
• 2.3 四旋翼直升機建模15-17
• 2.4 本章小結17-18
• 第3章 仿真設計18-27
• 3.1 引言18
• 3.2 系統(tǒng)建模18-22
• 3.2.1 牛頓—歐拉方程建模18-19
• 3.2.2 空氣動力學的力和力矩19-21
• 3.2.3 總體力和力矩21-22
• 3.3 仿真分析平臺搭建22-26
• 3.3.1 平臺搭建23-24
• 3.3.2 平臺具體實現24-26
• 3.4 本章小結26-27
• 第4章 控制算法仿真實現及比較27-54
• 4.1 引言27
• 4.2 控制建模27-28
• 4.3 PID 算法28-35
• 4.3.1 姿態(tài)控制28-30
• 4.3.2 位置控制30-31
• 4.3.3 PID 定點懸停31-32
• 4.3.4 軌跡跟蹤32-35
• 4.4 反演算法35-40
• 4.4.1 定點懸停36-37
• 4.4.2 軌跡跟蹤37-40
• 4.5 積分反演算法40-46
• 4.5.1 姿態(tài)控制40-42
• 4.5.2 高度控制42
• 4.5.3 位置控制42-43
• 4.5.4 定點懸停43-44
• 4.5.5 軌跡跟蹤44-46
• 4.6 PID—積分反演算法46-50
• 4.6.1 定點懸停46-48
• 4.6.2 軌跡跟蹤48-50
• 4.7 綜合比較50-53
• 4.8 本章小結53-54
• 結論54-55
• 參考文獻55-59
• 致謝59

【參考文獻】

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1 鄧寅U

本文編號：439999