本文關鍵詞：小型固定翼無人機自動起降控制技術研究

  更多相關文章： 小型固定翼無人機 自動起降 自抗擾控制 克隆選擇 參數(shù)優(yōu)化

【摘要】：無人機憑借其小巧的體積、低廉的造價、良好的環(huán)境適應能力等優(yōu)點在民用和軍用領域都獲得了廣泛應用。由于大多數(shù)小型無人機的布局結構和控制技術還不十分完善,對無人機自主控制技術的研究需求與日俱增。以作者所在實驗室的無人機為例,由于可能存在發(fā)動機安裝位置誤差、地面不平整、風力干擾、初始側向位置誤差、方向誤差、側向速度非零等因素影響,在飛行測試的起飛和降落的滑跑過程中存在較大的橫向側偏現(xiàn)象。為此,本文選定小型固定翼無人機作為研究對象,著重研究它的起飛與降落的自主控制技術。論文首先將無人機起降運動過程劃分為空中運動與地面運動,在分析兩階段的受力情況之后,推導了無人機的空中模型和地面模型。然后,將起飛和降落過程細分多個環(huán)節(jié),根據(jù)每個環(huán)節(jié)各的特點和控制要求提出各自的控制方案。在此基礎上,設計了飛行過程中的滑跑糾偏回路、抬前俯仰控制回路、高度控制回路、航速控制回路和橫向穩(wěn)定回路。為了改善飛行控制回路的控制精度和抗干擾性能,本文引入自抗擾控制技術進行飛行控制。針對自抗擾控制器的參數(shù)整定問題,本文設計了基于克隆選擇算法的自抗擾參數(shù)自動整定方法。
【關鍵詞】：小型固定翼無人機 自動起降 自抗擾控制 克隆選擇 參數(shù)優(yōu)化
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V279;V249
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 小型固定翼無人機與自動駕駛系統(tǒng)概述9-10
• 1.2 無人機控制技術現(xiàn)狀與發(fā)展綜述10-13
• 1.3 本文內容結構13-14
• 1.4 本章小結14-15
• 第2章 無人機空中模型與地面模型15-30
• 2.1 參考坐標系及轉換15-18
• 2.1.1 參考坐標系15-16
• 2.1.2 坐標系間的轉換16-18
• 2.2 無人機空中模型18-24
• 2.2.1 空中受力分析18-20
• 2.2.2 質心運動方程20-22
• 2.2.3 無人機旋轉運動22-24
• 2.3 無人機地面模型24-29
• 2.3.1 地面受力分析24-28
• 2.3.2 地面運動方程28-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第3章 起降控制方案30-37
• 3.1 起飛與著陸過程分析30-32
• 3.1.1 起飛階段劃分30-31
• 3.1.2 著陸階段劃分31-32
• 3.2 起飛與著陸性能計算32-35
• 3.2.1 起飛性能32-33
• 3.2.2 著陸性能33-35
• 3.3 起飛與著陸控制方案35-36
• 3.3.1 起飛方案35-36
• 3.3.2 著陸方案36
• 3.4 本章小結36-37
• 第4章 無人機起降控制器設計37-48
• 4.1 控制需求分析37-38
• 4.2 地面運動控制38-41
• 4.2.1 地面糾偏控制38-40
• 4.2.2 地面縱向抬頭控制40-41
• 4.3 空中運動控制41-45
• 4.3.1 航跡傾角控制41-42
• 4.3.2 高度控制42-43
• 4.3.3 空速控制43-44
• 4.3.4 橫向內穩(wěn)定控制44-45
• 4.3.5 側偏距控制45
• 4.4 仿真測試45-47
• 4.5 本章小結47-48
• 第5章 自抗擾控制器及其參數(shù)優(yōu)化48-68
• 5.1 自抗擾算法48-54
• 5.1.1 自抗擾算法的提出48-49
• 5.1.2 自抗擾控制器的結構49-54
• 5.2 基于ADRC的無人機空中縱向控制54-55
• 5.2.1 姿態(tài)控制回路54-55
• 5.2.2 高度保持控制55
• 5.3 基于ADRC的無人機空中橫側向控制解耦控制55-59
• 5.4 基于克隆選擇算法的參數(shù)優(yōu)化59-66
• 5.4.1 克隆選擇算法59-60
• 5.4.2 整定參數(shù)選擇60
• 5.4.3 整定步驟60-62
• 5.4.4 CSA算法應用62-66
• 5.5 本章小結66-68
• 第6章 總結與展望68-69
• 參考文獻69-72
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單72-73
• 致謝73

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