本文關(guān)鍵詞：帶有輸入限制的自適應(yīng)控制在無人機(jī)上的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 無人機(jī) 模型參考自適應(yīng)控制 輸入受限 飛行控制 魯棒性

【摘要】：固定翼無人機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)因其物理性質(zhì)而具有飽和特性。在實(shí)際飛行過程中，，由于未考慮輸入受限特性的制約，尤其是因發(fā)生故障使得無人機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)受損時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致實(shí)際飛行效果達(dá)不到所期望的性能指標(biāo)，甚至是因飛行控制系統(tǒng)失效而發(fā)生墜機(jī)等嚴(yán)重后果。因此，本文針對帶有輸入受限的固定翼無人機(jī)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，采用魯棒自適應(yīng)控制方法設(shè)計(jì)了能夠快速收斂以及穩(wěn)定跟蹤的自適應(yīng)控制器，主要研究內(nèi)容如下。 首先，分析固定翼無人機(jī)飛行原理，針對整個(gè)非線性系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并用狀態(tài)空間表達(dá)式表示線性化后的結(jié)果，然后通過分析其中的參數(shù)不確定性，建立了自適應(yīng)控制算法的模型平臺(tái)。 其次，針對參數(shù)不確定性，設(shè)計(jì)飛行控制器，包括正常未受限的混合自適應(yīng)控制器與受限條件下的混合μ修正模型參考自適應(yīng)控制器，從而保證無人機(jī)在正常情況及特殊情況下均可以跟蹤給定信號(hào)，并且擁有良好的瞬態(tài)效應(yīng)和穩(wěn)定性。接下來針對自適應(yīng)律中的參數(shù)：自適應(yīng)增益，采用有界遺忘增益算法，進(jìn)一步加快參數(shù)估計(jì)的收斂速率。另外，為了保證系統(tǒng)的魯棒性，在已有自適應(yīng)算法的基礎(chǔ)上，利用投影算子做了進(jìn)一步的改進(jìn)。 最后，通過Lyapunov穩(wěn)定性分析，證明算法的穩(wěn)定性，并且在無人機(jī)動(dòng)力學(xué)模型上進(jìn)行仿真測試，驗(yàn)證算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：無人機(jī) 模型參考自適應(yīng)控制 輸入受限 飛行控制 魯棒性
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V279;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 本論文研究的背景和意義9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3 論文主要研究工作15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第2章 固定翼無人機(jī)數(shù)學(xué)建模17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 無人機(jī)建模17-29
• 2.2.1 飛機(jī)動(dòng)力學(xué)模型18-24
• 2.2.2 縱向模型24-26
• 2.2.3 橫向模型26-29
• 2.3 基礎(chǔ)模型29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 固定翼無人機(jī)自適應(yīng)控制算法31-53
• 3.1 自適應(yīng)控制31-37
• 3.1.1 算法特點(diǎn)31-33
• 3.1.2 穩(wěn)定性理論33-37
• 3.2 模型參考自適應(yīng)控制37-46
• 3.2.1 問題提出37-41
• 3.2.2 直接自適應(yīng)控制41-43
• 3.2.3 間接自適應(yīng)控制43-45
• 3.2.4 固定翼無人機(jī)自適應(yīng)控制算法45-46
• 3.3 MATLAB 仿真與結(jié)果分析46-52
• 3.3.1 縱向仿真46-49
• 3.3.2 橫向仿真49-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第4章 輸入受限的固定翼無人機(jī)自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)53-61
• 4.1 引言53
• 4.2 輸入受限的自適應(yīng)控制算法53-56
• 4.3 MATLAB 仿真與結(jié)果分析56-60
• 4.3.1 縱向仿真56-58
• 4.3.2 橫向仿真58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 自適應(yīng)控制器參數(shù)整定及魯棒性設(shè)計(jì)61-73
• 5.1 引言61
• 5.2 有界遺忘增益61-65
• 5.2.1 有界遺忘增益算法介紹61-63
• 5.2.2 仿真結(jié)果63-65
• 5.3 投影算法65-72
• 5.3.1 投影算法介紹65-70
• 5.3.2 仿真結(jié)果70-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單79-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：570852