發(fā)布時間：2020-12-08 07:07

　　飛行控制系統(tǒng)是無人機(jī)的重要組成部分,其主要功能是改善飛行品質(zhì)(包括固有運(yùn)動特性、操縱特性、擾動特性等)、協(xié)助航跡控制以及任務(wù)規(guī)劃。高品質(zhì)的飛行控制系統(tǒng)是無人機(jī)安全飛行和完成復(fù)雜飛行任務(wù)的重要保障。論文中首先建立無人機(jī)在飛行過程中的非線性動力學(xué)模型,并針對所建立的運(yùn)動方程進(jìn)行線性化解耦分組處理,將無人機(jī)的運(yùn)動過程分解為縱向運(yùn)動和側(cè)向運(yùn)動。其次,分析典型飛行控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成,對常用的控制參數(shù)整定方法進(jìn)行了介紹并采用MATLAB工具來簡化整定過程。根據(jù)線性化的運(yùn)動方程,討論無人機(jī)在飛行過程中控制回路的組成結(jié)構(gòu),設(shè)計在縱向和側(cè)向運(yùn)動中不同的飛行控制規(guī)律。再次,針對無人機(jī)的航跡規(guī)劃問題,論述了Dubins路徑規(guī)劃算法,并將Dubins算法應(yīng)用于無人機(jī)的自主飛行過程,以此來討論并設(shè)計無人機(jī)自主飛行時的控制方法。最后,分析無人機(jī)在起降過程中的受力與運(yùn)動規(guī)律,分段討論在各過程中不同的控制策略,根據(jù)討論結(jié)果以及飛行器的對象特點,設(shè)計無人機(jī)在起飛、著陸過程中的控制方案,保證無人機(jī)能夠安全的起飛并且成功的著陸。 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的背景及意義
    1.2 無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 飛行控制方法研究概況
    1.4 論文研究內(nèi)容
2 無人機(jī)動力學(xué)建模
    2.1 引言
    2.2 常用坐標(biāo)系及坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
        2.2.1 常用坐標(biāo)系定義
        2.2.2 飛行器運(yùn)動參數(shù)
        2.2.3 坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換
        2.2.4 幾何關(guān)系方程
    2.3 氣動力與氣動力矩
    2.4 飛行器運(yùn)動方程
        2.4.1 飛行器運(yùn)動假設(shè)
        2.4.2 動力學(xué)方程
        2.4.3 運(yùn)動學(xué)方程
        2.4.4 運(yùn)動方程的變換
    2.5 小擾動線性化模型
        2.5.1 線性化方法
        2.5.2 運(yùn)動方程解禍
        2.5.3 運(yùn)動方程線性化
        2.5.4 線性狀態(tài)方程分組
    2.6 本章小結(jié)
3 無人機(jī)飛行控制回路設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 典型飛行控制系統(tǒng)分析
        3.2.1 飛行器縱向運(yùn)動
        3.2.2 飛行器側(cè)向運(yùn)動
        3.2.3 PID控制參數(shù)設(shè)計
        3.2.4 PID參數(shù)整定示例
    3.3 飛行姿態(tài)控制回路
        3.3.1 縱向姿態(tài)的穩(wěn)定與控制
        3.3.2 側(cè)向姿態(tài)的穩(wěn)定與控制
    3.4 飛行軌跡控制回路
        3.4.1 飛行高度的穩(wěn)定與控制
        3.4.2 側(cè)向偏離的穩(wěn)定與控制
    3.5 無人機(jī)飛行控制律設(shè)計
        3.5.1 無人機(jī)飛行控制律
        3.5.2 飛行控制律仿真
    3.6 本章小結(jié)
4 無人機(jī)航跡規(guī)劃
    4.1 引言
    4.2 Dubins路徑規(guī)劃
        4.2.1 Dubins路徑規(guī)劃方法
        4.2.2 Dubins最短路徑
        4.2.3 Dubins示例
    4.3 無人機(jī)自主飛行
    4.4 本章小結(jié)
5 無人機(jī)自主起降控制
    5.1 引言
    5.2 自主起降過程分析
        5.2.1 起飛段分析
        5.2.2 著陸段分析
    5.3 地面滑行所受約束力與力矩
        5.3.1 機(jī)輪側(cè)向受力及力矩
        5.3.2 地面支撐力及力矩
        5.3.3 滾動阻力及矩
    5.4 自主起飛控制策略
        5.4.1 縱向控制
        5.4.2 側(cè)向控制
        5.4.3 自主起飛過程
    5.5 自主著陸控制策略
        5.5.1 縱向控制
        5.5.2 側(cè)向控制
        5.5.3 自主著陸過程
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)束語
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：2904682