本文關(guān)鍵詞：執(zhí)行器飽和約束下的無人飛行器的鎮(zhèn)定控制設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 四旋翼飛行器 垂直起降飛行器 反步法 執(zhí)行器飽和 控制律重構(gòu)

【摘要】：垂直起降飛行器(VTOL Vehicles)因?yàn)樽灾鲬彝�、結(jié)構(gòu)簡單和機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn),近年來在軍事和民用領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。四旋翼飛行器是垂直起降飛行器中的一種,因此也成為了科學(xué)家們的研究重點(diǎn)。本論文主要研究了執(zhí)行器飽和約束下無人飛行器的鎮(zhèn)定控制設(shè)計(jì)。首先,介紹了四旋翼飛行器這類垂直起降飛行器和執(zhí)行器飽和的相關(guān)背景知識(shí)與研究現(xiàn)狀。其次,利用四旋翼飛行器的飛行原理與牛頓-歐拉定理建立了四旋翼飛行器的動(dòng)力學(xué)模型,并將飛行器控制解耦為姿態(tài)角和空間位置的內(nèi)外環(huán)控制,再用backstepping方法分別對內(nèi)外環(huán)進(jìn)行控制律的設(shè)計(jì)。然后,通過仿真說明了執(zhí)行器飽和對飛行器系統(tǒng)性能的影響,同時(shí)介紹了解決執(zhí)行器飽和的控制律重構(gòu)方法,并采用該方法分別對控制律進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)重構(gòu)來避免執(zhí)行器飽和。最后,研究了執(zhí)行器飽和約束下垂直起降飛行器控制律的設(shè)計(jì),建立了該飛行器的系統(tǒng)模型并對系統(tǒng)模型進(jìn)行適當(dāng)簡化,區(qū)別于四旋翼飛行器的控制策略,在設(shè)計(jì)其控制律時(shí)考慮了姿態(tài)角和空間位置的耦合關(guān)系,將設(shè)計(jì)好的控制律進(jìn)行重構(gòu)使飛行器的控制輸入滿足實(shí)際范圍的限制要求,避免了執(zhí)行器的飽和問題。從單一的四旋翼飛行器到更具一般性的垂直起降飛行器,控制律重構(gòu)方法既能使飛行器保持原有的穩(wěn)定,又能避免執(zhí)行器飽和,可見該方法具有較為廣泛的適用性。
【關(guān)鍵詞】：四旋翼飛行器 垂直起降飛行器 反步法 執(zhí)行器飽和 控制律重構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V279;V249.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術(shù)語注釋表8-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 無人飛行器的研究背景及現(xiàn)狀9-12
• 1.1.1 無人飛行器的研究背景9
• 1.1.2 四旋翼飛行器的歷史9-10
• 1.1.3 四旋翼飛行器的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2 執(zhí)行器飽和的研究意義和現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 執(zhí)行器飽和的研究意義12-13
• 1.2.2 執(zhí)行器飽和的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 預(yù)備知識(shí)17-24
• 2.1 四旋翼飛行器的飛行原理17-18
• 2.2 四旋翼飛行器模型18-23
• 2.2.1 坐標(biāo)定義19-20
• 2.2.2 四旋翼飛行器系統(tǒng)模型20-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 四旋翼飛行器控制律設(shè)計(jì)24-35
• 3.1 四旋翼飛行系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)24-26
• 3.2 基于backstepping的控制律設(shè)計(jì)26-29
• 3.2.1 控制律設(shè)計(jì)26-28
• 3.2.2 穩(wěn)定性分析28-29
• 3.3 基于backstepping的自適應(yīng)控制律設(shè)計(jì)29-31
• 3.3.1 控制律設(shè)計(jì)29-30
• 3.3.2 穩(wěn)定性分析30-31
• 3.4 仿真結(jié)果與分析31-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 執(zhí)行器飽和約束下的四旋翼飛行器控制35-48
• 4.1 執(zhí)行器飽和問題描述35-37
• 4.1.1 四旋翼飛行器的執(zhí)行器飽和35-36
• 4.1.2 執(zhí)行器飽和的仿真及分析36-37
• 4.2 控制律重構(gòu)方法37-42
• 4.3 四旋翼飛行器控制律的靜態(tài)重構(gòu)42-44
• 4.4 四旋翼飛行器控制律的動(dòng)態(tài)重構(gòu)44-45
• 4.5 仿真結(jié)果與分析45-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 第五章 執(zhí)行器飽和約束下的垂直起降飛行器控制48-58
• 5.1 垂直起降飛行器系統(tǒng)模型48-49
• 5.2 垂直起降飛行器的控制律設(shè)計(jì)49-52
• 5.3 垂直起降飛行器的控制律重構(gòu)52-53
• 5.4 仿真結(jié)果與分析53-56
• 5.5 本章小結(jié)56-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文62-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 方敏;執(zhí)行器飽和控制研究[D];山東大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：918352