無人機(jī)具有占地小、價(jià)格低、效率高、性能優(yōu)異等特點(diǎn),因此無論應(yīng)用在軍方或者商用,無人機(jī)的未來都具有無限的可能。其中,最引人注目的莫過于四旋翼飛行器,四旋翼飛行器作為一種蝶形飛行器,具有眾多固定翼飛行器都無法做到的功能。因此它是當(dāng)前各國研制的無人機(jī)中應(yīng)用次數(shù)最高、功能最廣泛、研究最透徹的旋翼飛行器。四旋翼飛行器是一個(gè)復(fù)雜的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),無人機(jī)在室外飛行時(shí),抗風(fēng)擾是不可回避的實(shí)際問題,故無人機(jī)是否能夠平穩(wěn)地、具有較強(qiáng)的自適應(yīng)能力以及快速靈活地機(jī)動(dòng)飛行,其關(guān)鍵在于飛行控制系統(tǒng)穩(wěn)定性能的優(yōu)劣。因此,研究四旋翼飛行器的控制方法具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文針對(duì)四旋翼控制方法的研究如下所示:(1)首先對(duì)飛行運(yùn)動(dòng)原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,對(duì)地面坐標(biāo)系和機(jī)體坐標(biāo)系進(jìn)行了定義并闡述其兩者之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。利用其轉(zhuǎn)換關(guān)系在分析四旋翼的力與力矩后,利用牛頓定律和歐拉方程建立其非線性動(dòng)力學(xué)模型。(2)針對(duì)于四旋翼姿態(tài)系統(tǒng),考慮到四旋翼為欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),模型無法精確建立,飛行時(shí)存在外部不確定干擾,故本文采用自抗擾控制器(ADRC)控制,該控制器的一大優(yōu)勢(shì)就是不需要精確的數(shù)學(xué)模型。本文首先將其拆分為三個(gè)通道:橫滾、俯仰、偏...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 四旋翼無人機(jī)技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 四旋翼國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 四旋翼國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 四旋翼控制方法概述
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第2章 四旋翼飛行器模型
    2.1 引言
    2.2 四旋翼飛行器運(yùn)動(dòng)原理
    2.3 四旋翼飛行控制剛體動(dòng)力學(xué)模型
        2.3.1 參考坐標(biāo)系的建立
        2.3.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣
        2.3.3 四旋翼飛行器模型建立
        2.3.4 四旋翼飛行器模型的分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 四旋翼飛行器串級(jí)自抗擾姿態(tài)控制方法研究
    3.1 引言
    3.2 串級(jí)ADRC控制器的設(shè)計(jì)
        3.2.1 內(nèi)環(huán)控制器設(shè)計(jì)
        3.2.2 外環(huán)控制器設(shè)計(jì)
    3.3 自抗擾控制器的參數(shù)整定
        3.3.1 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的參數(shù)整定
        3.3.2 非線性狀態(tài)誤差反饋控制器的參數(shù)整定
    3.4 仿真研究分析
        3.4.1 穩(wěn)定跟蹤仿真分析
        3.4.2 抗擾性仿真分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 四旋翼飛行器雙閉環(huán)線性自抗擾和無模型自適應(yīng)姿態(tài)控制研究
    4.1 引言
    4.2 四旋翼飛行器控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 內(nèi)環(huán)線性自抗擾控制器設(shè)計(jì)
        4.2.2 外環(huán)無模型自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
    4.3 控制器參數(shù)整定
        4.3.1 線性自抗擾參數(shù)整定
        4.3.2 無模型自適應(yīng)控制參數(shù)整定
    4.4 仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.4.1 仿真結(jié)果
        4.4.2 四旋翼飛行器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        4.4.3 實(shí)驗(yàn)分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號(hào)：3735589