本文關(guān)鍵詞：四旋翼無(wú)人直升機(jī)控制算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：四旋翼無(wú)人直升機(jī)是一種具有垂直起降與空中懸停等特殊飛行能力的多旋翼無(wú)人飛行器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單優(yōu)美，通過(guò)改變四個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速，可產(chǎn)生各種飛行姿態(tài)。它在空中可以從懸停狀態(tài)瞬間改變?yōu)槠渌藨B(tài)，具有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性能和負(fù)載承載能力。在控制領(lǐng)域以及商業(yè)領(lǐng)域得到越來(lái)越多的重視，對(duì)其的開發(fā)應(yīng)用也涉及到軍用以及民用方面的較多領(lǐng)域。 本文研究重點(diǎn)為四旋翼無(wú)人直升機(jī)控制器的設(shè)計(jì)方法，首先介紹了四旋翼無(wú)人直升機(jī)的研究背景與意義，簡(jiǎn)要回顧了其歷史發(fā)展，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外的相關(guān)控制算法的研究。其次，針對(duì)了四旋翼無(wú)人直升機(jī)的自身結(jié)構(gòu)分析了它的基本的運(yùn)動(dòng)方式及其原理，然后在其物理模型的基礎(chǔ)上依據(jù)牛頓以及歐拉定理進(jìn)行受力分析和力矩分析，最終完成其動(dòng)力學(xué)模型的建立。再次，依據(jù)建立的四旋翼無(wú)人直升機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型，本文基于模糊自整定PID算法以及反步設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)了兩種控制器，并分別進(jìn)行了相關(guān)的控制研究。 第一種控制器將經(jīng)典PID算法和模糊控制理論相結(jié)合，吸取兩種控制算法的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的模糊控制規(guī)則，設(shè)計(jì)了模糊自整定PID控制器，并且在此控制器下研究四旋翼無(wú)人直升機(jī)的懸�？刂婆c軌跡跟蹤研究，并且取得較好的效果。 第二種控制器采用李雅普諾夫穩(wěn)定性定理和反步設(shè)計(jì)法，將整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成兩種回路，每一回路劃分成三個(gè)二階控制器，有效地降低了控制器的階數(shù)，并且在此控制器下研究了懸停與軌跡跟蹤控制。
【關(guān)鍵詞】：四旋翼無(wú)人直升機(jī) 模糊自整定PID 反步設(shè)計(jì)法 控制算法
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：V249.1;V271.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 四旋翼無(wú)人直升機(jī)研究背景及意義11-12
• 1.2 四旋翼無(wú)人直升機(jī)歷史回顧及發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.3 四旋翼無(wú)人直升機(jī)控制算法國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.4 本文的主要工作20-21
• 第2章 四旋翼無(wú)人直升機(jī)運(yùn)動(dòng)方式及其動(dòng)力學(xué)建模21-31
• 2.1 運(yùn)動(dòng)方式介紹21-24
• 2.2 地面與機(jī)體坐標(biāo)系的建立24
• 2.3 兩組重要的轉(zhuǎn)換關(guān)系24-26
• 2.4 非線性動(dòng)力學(xué)模型的建立26-30
• 2.4.1 建模前的基本假設(shè)26
• 2.4.2 非線性動(dòng)力學(xué)模型26-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 基于模糊自整定 PID 的四旋翼無(wú)人直升機(jī)控制研究31-50
• 3.1 經(jīng)典 PID 控制理論31-32
• 3.2 模糊控制理論基礎(chǔ)32-37
• 3.2.1 模糊控制器32-36
• 3.2.2 模糊自適應(yīng)整定 PID 控制原理36-37
• 3.3 模糊自整定 PID 控制器設(shè)計(jì)37-43
• 3.3.1 控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-38
• 3.3.2 模糊模塊的算法設(shè)計(jì)38-41
• 3.3.3 控制器的 Simulink 搭建41-43
• 3.4 控制仿真與結(jié)果分析43-49
• 3.4.1 仿真環(huán)境設(shè)置與仿真參數(shù)43-44
• 3.4.2 懸�？刂蒲芯�44-47
• 3.4.3 軌跡跟蹤研究47-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 基于反步設(shè)計(jì)法的四旋翼無(wú)人直升機(jī)控制研究50-64
• 4.1 LYAPUNOV 穩(wěn)定性理論50-51
• 4.2 反步設(shè)計(jì)法及其穩(wěn)定性證明51-55
• 4.3 基于反步設(shè)計(jì)法的控制器設(shè)計(jì)55-59
• 4.3.1 姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)56-57
• 4.3.2 位置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)57-59
• 4.4 控制仿真與結(jié)果分析59-63
• 4.4.1 懸停控制研究59-62
• 4.4.2 軌跡跟蹤研究62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 宿敬亞;樊鵬輝;蔡開元;;四旋翼飛行器的非線性PID姿態(tài)控制[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2011年09期

2 高文華;蘇宏志;;模糊自適應(yīng)PID在數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)的應(yīng)用[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2009年07期

3 高應(yīng)杰;陳鼎新;李榮明;;小型四旋翼無(wú)人飛行器控制算法研究[J];計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化;2011年10期

4 張忠民;叢夢(mèng)苑;;基于線性二次調(diào)節(jié)器的四旋翼飛行器控制[J];應(yīng)用科技;2011年05期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 吳俊琦;四槳?jiǎng)恿Σ季衷谑中紊w上的一體化設(shè)計(jì)與氣動(dòng)特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

2 刁琛;四旋翼無(wú)人飛行器的非線性自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2010年

3 岳基隆;四旋翼無(wú)人機(jī)自適應(yīng)控制方法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：448730