本文關(guān)鍵詞：無人機自主飛行控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計

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【摘要】：無人機自誕生以來以其制作簡單、成本低廉、操作簡單的特點,在偵查、監(jiān)測、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域逐漸展現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。近年來,隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和制作工藝的進步,無人機控制技術(shù)也出現(xiàn)了很大的發(fā)展。本文首先分析了無人機(UAV)的飛控系統(tǒng)的基本原理和組成,對比有人駕駛飛機,建立了UAV的六自由度數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)UAV的固有物理特性,基于渦格法,使用AVL軟件建立模型獲得UAV的各項參數(shù),進而分析建立縱向和橫側(cè)向的線性數(shù)學(xué)模型。之后,采用單純形尋優(yōu)的LQG方法進行了縱向和橫側(cè)向的飛行控制律的設(shè)計,然后對設(shè)計的控制律進行仿真分析,驗證其性能。最后根據(jù)UAV飛行控制系統(tǒng)的構(gòu)成設(shè)計了基于STM32的硬件平臺,并將設(shè)計的控制律應(yīng)用于設(shè)計的平臺,采用虛擬儀器LabVIEW進行上位機的設(shè)計,通過實驗對設(shè)計的控制系統(tǒng)進行了測試驗證。
【關(guān)鍵詞】：無人機 渦格法 飛控系統(tǒng) LabVIEW
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V279;V249.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題背景與研究意義10
• 1.2 無人機飛控系統(tǒng)的功能及基本原理10-11
• 1.3 無人機飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展11-12
• 1.4 文章結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第二章 無人機的建模14-30
• 2.1 引言14
• 2.2 無人機運動的描述14-19
• 2.2.1 坐標(biāo)系定義14-15
• 2.2.2 飛行狀態(tài)參數(shù)15-17
• 2.2.3 力和力矩分析17-19
• 2.3 無人機數(shù)學(xué)模型的建立19-23
• 2.3.1 無人機六自由度非線性模型的建立19-20
• 2.3.2 運動方程組解藕線性化20-23
• 2.4 氣動分析計算23-27
• 2.4.1 氣動分析計算方法23-24
• 2.4.2 輸入文件設(shè)計24-25
• 2.4.3 基于AVL的無人機量綱導(dǎo)數(shù)計算25-27
• 2.5 飛行動力學(xué)建模27-29
• 2.6 無人機性能分析29
• 2.7 本章小結(jié)29-30
• 第三章 控制律的設(shè)計與仿真30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 無人機飛行控制律的設(shè)計基礎(chǔ)30-33
• 3.2.1 經(jīng)典飛行控制方法30-32
• 3.2.2 現(xiàn)代控制方法32-33
• 3.3 線性二次型高斯控制33-39
• 3.3.1 單純形尋優(yōu)35-36
• 3.3.2 縱向控制律的設(shè)計36-38
• 3.3.3 橫側(cè)向控制律的設(shè)計38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 飛控平臺的設(shè)計與實現(xiàn)40-57
• 4.1 引言40
• 4.2 飛行控制系統(tǒng)的框架設(shè)計與主體平臺的設(shè)計40-50
• 4.2.1 電源設(shè)計41
• 4.2.2 處理器的設(shè)計41-42
• 4.2.3 傳感器設(shè)計42-50
• 4.3 總體軟件的設(shè)計50-51
• 4.4 地面站的設(shè)計51-55
• 4.4.1 無線傳輸模塊51-52
• 4.4.2 通訊協(xié)議的設(shè)計52-53
• 4.4.3 監(jiān)控上位機的設(shè)計53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-57
• 第五章 實驗驗證57-59
• 5.1 引言57
• 5.2 地面實驗57-58
• 5.3 飛行實驗方案58-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 本文研究設(shè)計工作總結(jié)59-60
• 6.2 展望60-61
• 參考文獻61-63
• 致謝63-64
• 附錄一 無人機外形文件64-67
• 附錄二 無人機機體文件67-68
• 附錄三 無人機質(zhì)量文件68-70
• 個人簡介70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李磊;熊濤;胡湘陽;熊俊;;淺論無人機應(yīng)用領(lǐng)域及前景[J];地理空間信息;2010年05期

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3 王美仙;李明;張子軍;;飛行器控制律設(shè)計方法發(fā)展綜述[J];飛行力學(xué);2007年02期

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本文編號：783818