本文關(guān)鍵詞：旋翼飛行器目標(biāo)搬移控制算法研究

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【摘要】：隨著旋翼飛行器迅速發(fā)展,其在目標(biāo)搬移方面的應(yīng)用引起廣泛興趣,對(duì)其目標(biāo)搬移控制算法的研究具有重要意義。中航工業(yè)杯國(guó)際無人飛行器創(chuàng)新大獎(jiǎng)賽旋翼類競(jìng)技賽正是為了推進(jìn)這方面技術(shù)的進(jìn)步而開展。因此,課題以競(jìng)賽為背景,以六旋翼飛行器為對(duì)象研究了旋翼飛行器目標(biāo)搬移的決策方法和控制算法。首先,研究了六旋翼飛行器及其懸掛負(fù)載情況下的動(dòng)力學(xué)模型。由于飛行器的控制性能與其動(dòng)力學(xué)模型的準(zhǔn)確度有很大的聯(lián)系,針對(duì)飛行器本體的空氣動(dòng)力及動(dòng)力矩,建立了飛行器的線運(yùn)動(dòng)和角運(yùn)動(dòng)方程,并對(duì)懸掛負(fù)載進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,建立了懸掛負(fù)載對(duì)飛行器的作用力模型,進(jìn)而精確得出飛行器及其帶負(fù)載的動(dòng)力學(xué)模型,該模型的建立進(jìn)一步提高了控制器的精確度。其次,設(shè)計(jì)了六旋翼飛行器控制器結(jié)構(gòu)及控制算法�；诮⒌膭�(dòng)力學(xué)模型,研究了以姿態(tài)控制器為內(nèi)環(huán)、位置控制器為外環(huán)的控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題;運(yùn)用模糊自適應(yīng)PID控制算法設(shè)計(jì)姿態(tài)控制器,經(jīng)典PID算法設(shè)計(jì)位置控制器。研究仿真條件下姿態(tài)控制器的快速性和魯棒性、位置控制器的有效性以及以姿態(tài)控制器為內(nèi)環(huán)、位置控制器為外環(huán)的控制器結(jié)構(gòu)的正確性。再次,設(shè)計(jì)了九狀態(tài)有限狀態(tài)機(jī)目標(biāo)搬移策略模型�；诹盹w行器的任務(wù)層、導(dǎo)航層、執(zhí)行層三層系統(tǒng)結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了飛行器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)�？紤]到有限狀態(tài)機(jī)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性,針對(duì)競(jìng)賽任務(wù),設(shè)計(jì)了具有九個(gè)狀態(tài)的有限狀態(tài)機(jī),實(shí)現(xiàn)目標(biāo)搬移策略模型的建立�；谏鲜鲅芯炕A(chǔ),在所研制的六旋翼飛行器上進(jìn)行定點(diǎn)懸停、無負(fù)載位置跟蹤、負(fù)載提起、負(fù)載運(yùn)輸及負(fù)載釋放實(shí)驗(yàn),結(jié)果驗(yàn)證了所建立的模型及控制算法的有效性和魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：六旋翼飛行器 模糊自適應(yīng)PID 任務(wù)決策 有限狀態(tài)機(jī)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V249.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.2 旋翼飛行器目標(biāo)搬移國(guó)內(nèi)外發(fā)展與研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 旋翼飛行器目標(biāo)搬移國(guó)外發(fā)展及現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 旋翼飛行器目標(biāo)搬移國(guó)內(nèi)發(fā)展及現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 旋翼飛行器目標(biāo)搬移國(guó)內(nèi)外綜述14-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 六旋翼飛行器結(jié)構(gòu)及其動(dòng)力學(xué)模型17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 六旋翼飛行器結(jié)構(gòu)和飛行原理分析17-20
• 2.2.1 六旋翼飛行器結(jié)構(gòu)分析17-19
• 2.2.2 六旋翼飛行器飛行原理分析19-20
• 2.3 六旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型20-26
• 2.3.1 坐標(biāo)系建立與坐標(biāo)變換20-22
• 2.3.2 受力分析及動(dòng)力學(xué)模型建立22-26
• 2.4 懸掛負(fù)載的作用力模型26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 六旋翼飛行器目標(biāo)搬移控制算法研究28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 基于模糊自適應(yīng)PID目標(biāo)搬移姿態(tài)控制算法研究28-34
• 3.2.1 模糊控制算法簡(jiǎn)介28-31
• 3.2.2 比例積分微分控制算法簡(jiǎn)介31-32
• 3.2.3 目標(biāo)搬移姿態(tài)控制算法研究32-34
• 3.3 基于經(jīng)典PID目標(biāo)搬移位置控制算法研究34-35
• 3.4 Matlab仿真及仿真結(jié)果分析35-39
• 3.4.1 姿態(tài)角單位階躍響應(yīng)仿真實(shí)驗(yàn)35-38
• 3.4.2 位置跟蹤仿真實(shí)驗(yàn)38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 基于有限狀態(tài)機(jī)方法六旋翼目標(biāo)搬移策略研究40-49
• 4.1 引言40
• 4.2 六旋翼飛行器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40-42
• 4.3 有限狀態(tài)機(jī)介紹42-44
• 4.4 基于有限狀態(tài)機(jī)的目標(biāo)搬移決策建模44-48
• 4.4.1 目標(biāo)搬移決策分析44-46
• 4.4.2 基于有限狀態(tài)機(jī)的目標(biāo)搬移策略建模46-48
• 4.5 本章小節(jié)48-49
• 第五章 六旋翼飛行器目標(biāo)搬移實(shí)驗(yàn)49-60
• 5.1 引言49
• 5.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建49-50
• 5.3 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析50-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與的學(xué)術(shù)活動(dòng)66

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋亞平;淺談旋翼的防腐維護(hù)[J];航空維修與工程;2004年04期

2 _5^懔，

本文編號(hào)：715259