本文關(guān)鍵詞：某型無人機(jī)飛行控制器的設(shè)計(jì)與仿真

  更多相關(guān)文章： 無人機(jī) 數(shù)學(xué)模型 控制器 自主控制

【摘要】：近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,在航拍、地理勘測、森林滅火、農(nóng)藥噴灑、通訊中繼以及局部戰(zhàn)爭等領(lǐng)域中越來越多的出現(xiàn)無人機(jī)的身影。對(duì)無人機(jī)的飛行進(jìn)行良好的控制是保證其完美完成任務(wù)的前提,因此針對(duì)特定飛機(jī),設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的控制器是必不可缺的一個(gè)重要課題。本課題針對(duì)局部戰(zhàn)爭環(huán)境的復(fù)雜性,選擇了一款能夠適用于配合單兵作戰(zhàn)的小型無人機(jī),其可以用來偵查敵情或自殺性襲擊等。為士兵占據(jù)戰(zhàn)場優(yōu)勢(shì)提供必要支持。本文首先研究了無人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀、了解了無人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)、綜合分析了現(xiàn)有的飛行控制方法,為設(shè)計(jì)無人機(jī)飛行控制器提供參考。然后運(yùn)用飛行力學(xué)以及空氣動(dòng)力學(xué)原理建立了無人機(jī)的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)建立的無人機(jī)數(shù)學(xué)模型做了線性化處理,最后得出無人機(jī)的狀態(tài)空間方程,為無人機(jī)飛行控制器的設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。由于所研究的無人機(jī)為面對(duì)稱型無人機(jī),其橫向運(yùn)動(dòng)與縱向運(yùn)動(dòng)之間的耦合度很小,可以分開來設(shè)計(jì)控制器,因此在第三章、第四章分別針對(duì)無人機(jī)的這兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)設(shè)計(jì)控制器,首先分別分析了這兩種運(yùn)動(dòng)的自然特性,然后針對(duì)其自然特性,運(yùn)用逐環(huán)閉合的方法逐級(jí)設(shè)計(jì)經(jīng)典控制器,以國軍標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn),證明了所設(shè)計(jì)控制器的可行性,最后為了進(jìn)一步提高無人機(jī)的飛行性能,探索了一種智能控制方法,并對(duì)這兩種控制方法的控制效果進(jìn)行了比較。最后運(yùn)用前面所設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行了無人機(jī)自主性飛行研究,由于直線與圓是組成復(fù)雜飛行航跡的元素,因此本章主要分析了無人機(jī)的直線軌跡自主跟蹤控制與圓圈航跡自主跟蹤控制。由于本章所應(yīng)用的是無人機(jī)的非線性模型,因此通過仿真圖,同時(shí)可以從側(cè)面證明橫向與縱向運(yùn)動(dòng)解耦的飛機(jī),分開來設(shè)計(jì)其控制器的可行性。
【關(guān)鍵詞】：無人機(jī) 數(shù)學(xué)模型 控制器 自主控制
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V249.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 無人機(jī)發(fā)展概述8-11
• 1.1.1 概述8
• 1.1.2 無人機(jī)的特點(diǎn)8-10
• 1.1.3 國外研究狀況10
• 1.1.4 國內(nèi)研究狀況10-11
• 1.1.5 未來無人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)11
• 1.2 無人機(jī)飛控發(fā)展概述11-12
• 1.2.1 概述11-12
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12
• 1.3 論文研究方案12-13
• 1.4 論文研究內(nèi)容13-14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第2章 無人機(jī)建模15-34
• 2.1 常用坐標(biāo)系及其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換15-20
• 2.1.1 幾種常用坐標(biāo)系15-17
• 2.1.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣17-18
• 2.1.3 向量的微分陣18-20
• 2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型20-25
• 2.2.1 狀態(tài)變量20
• 2.2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)20-21
• 2.2.3 剛體動(dòng)力學(xué)21-25
• 2.3 力與力矩25-29
• 2.3.1 重力25-26
• 2.3.2 氣動(dòng)力及力矩26
• 2.3.3 縱向空氣動(dòng)力學(xué)26-28
• 2.3.4 橫向空氣動(dòng)力學(xué)28
• 2.3.5 推力及其力矩28-29
• 2.4 線性化模型29-33
• 2.4.1 配平29-30
• 2.4.2 線性模型30-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章無人機(jī)縱向控制器設(shè)計(jì)34-56
• 3.1 經(jīng)典控制理論概述34
• 3.2 無人機(jī)縱向特性分析34-37
• 3.3 縱向控制器設(shè)計(jì)37-47
• 3.3.1 逐環(huán)閉合設(shè)計(jì)原理37
• 3.3.2 飛機(jī)控制邏輯37-38
• 3.3.3 無人機(jī)舵回路38
• 3.3.4 縱向控制律設(shè)計(jì)38-47
• 3.4 模糊控制器設(shè)計(jì)47-55
• 3.4.1 模糊控制概述47-48
• 3.4.2 模糊控制器類型48
• 3.4.3 模糊控制在縱向控制中的應(yīng)用48-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 第4章 無人機(jī)橫向控制器設(shè)計(jì)56-75
• 4.1 無人機(jī)橫向特性分析56-59
• 4.2 橫向控制器設(shè)計(jì)59-66
• 4.2.1 滾轉(zhuǎn)控制回路59-62
• 4.2.2 航向控制回路62-65
• 4.2.3 側(cè)向航跡控制回路65-66
• 4.3 橫向模糊控制器設(shè)計(jì)66-71
• 4.3.1 模糊控制規(guī)則66-68
• 4.3.2 模糊控制器仿真68-71
• 4.4 協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎控制71-73
• 4.5 本章小結(jié)73-75
• 第5章 無人機(jī)自主控制器設(shè)計(jì)75-83
• 5.1 無人機(jī)自主飛行控制75-82
• 5.1.1 直線跟蹤控制律設(shè)計(jì)75-79
• 5.1.2 圓圈跟蹤控制律設(shè)計(jì)79-82
• 5.2 本章小結(jié)82-83
• 第6章 總結(jié)與展望83-86
• 6.1 總結(jié)83-84
• 6.2 展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-88
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明88-89
• 致謝89-90

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