發(fā)布時(shí)間：2017-11-22 11:25

  本文關(guān)鍵詞：基于速度控制的四旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：近些年,人們充分認(rèn)識(shí)到無(wú)人機(jī)的作用,世界各國(guó)大力發(fā)展無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè),無(wú)人機(jī)成為研究的熱點(diǎn)。無(wú)人機(jī)主要分為固定翼和旋翼兩大類。旋翼相較于固定翼能夠懸停,可以用來(lái)航拍、監(jiān)控等。四旋翼具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的特點(diǎn),成為旋翼無(wú)人機(jī)的研究熱門。對(duì)于沒(méi)有駕駛員的無(wú)人機(jī)而言,飛行控制系統(tǒng)就是無(wú)人機(jī)的駕駛員,在飛機(jī)各種飛行活動(dòng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。鑒于以上原因,本文自擬題目,自建四旋翼飛行器。對(duì)四旋翼飛行器的飛行控制算法進(jìn)行研究。本文研究的主要內(nèi)容:1.對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行了概述:介紹了無(wú)人機(jī)特點(diǎn),闡述飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程,羅列了幾種常用的飛控系統(tǒng),在結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上介紹了幾種典型的高性能無(wú)人機(jī)。2.對(duì)研究的四旋翼建立數(shù)學(xué)模型:介紹了四旋翼的機(jī)械結(jié)構(gòu)和飛行原理,設(shè)定了兩個(gè)常用坐標(biāo)系,對(duì)機(jī)體的受力情況進(jìn)行分析,求解出模型的動(dòng)力學(xué)方程;在給定的飛行器線速度和角速度方程的基礎(chǔ)上求解出運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,從動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)兩個(gè)方面對(duì)四旋翼進(jìn)行建模,最后結(jié)合四旋翼飛行器的實(shí)際飛行情況,對(duì)四旋翼飛行器的非線性方程組進(jìn)行簡(jiǎn)化。3.介紹了PID算法和基于四元數(shù)方法設(shè)計(jì)控制器的理論知識(shí):從理論方面闡述兩種控制方法的原理,并給出了相關(guān)整定和參數(shù)求解方法。4.利用MATLAB平臺(tái)將PID和基于四元數(shù)方法設(shè)計(jì)的算法仿真,并對(duì)兩種方法的仿真結(jié)果進(jìn)行比較。本文的創(chuàng)新點(diǎn):本文采用PID控制和基于四元數(shù)兩種方法進(jìn)行了控制律的設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明:本文中設(shè)計(jì)的控制律能夠?qū)λ男盹w行器的速度進(jìn)行有效的控制,特別是當(dāng)速度較大的情況時(shí),基于四元數(shù)方法相比于PID控制具有更好的控制效果。本文建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了飛行控制算法,為四旋翼飛行器的研究提供理論基礎(chǔ)。
【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】：2016
【分類號(hào)】：V249.1

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 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)：1214551