發(fā)布時(shí)間：2020-12-19 15:04

　　四旋翼無(wú)人機(jī)作為一種集非線性、欠驅(qū)動(dòng)、強(qiáng)耦合、多變量等特性于一體的旋翼式微型無(wú)人機(jī),其機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、機(jī)動(dòng)靈活,具有重要的軍用和民用價(jià)值。四旋翼無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中容易受到參數(shù)不確定性以及外界擾動(dòng)的影響,對(duì)飛行控制品質(zhì)的要求越來(lái)越高,開(kāi)展飛行控制的研究有著重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。本論文針對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)軌跡的穩(wěn)定跟蹤控制及干擾抑制等問(wèn)題,主要工作描述如下:（1）分析了四旋翼無(wú)人機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)與飛行原理,通過(guò)分析四旋翼無(wú)人機(jī)的受力情況和力矩情況,通過(guò)牛頓-歐拉方程對(duì)系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了建立。（2）針對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)的軌跡穩(wěn)定跟蹤控制以及易受干擾等問(wèn)題,設(shè)計(jì)輸出調(diào)節(jié)/積分滑�？刂葡到y(tǒng)。其中基于動(dòng)態(tài)面內(nèi)模法設(shè)計(jì)位置輸出調(diào)節(jié)器,可實(shí)現(xiàn)對(duì)軌跡的漸近跟蹤以及對(duì)干擾的漸近抑制,引入動(dòng)態(tài)面控制可消除虛擬控制微分項(xiàng),簡(jiǎn)化控制器設(shè)計(jì);利用積分滑模算法設(shè)計(jì)姿態(tài)控制器,并采用邊界層法、趨近律法對(duì)高頻抖振進(jìn)行削弱。將所設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)與雙環(huán)PID控制器、雙環(huán)滑�？刂破鬟M(jìn)行了仿真對(duì)比,通過(guò)仿真對(duì)其軌跡跟蹤控制性能和干擾抑制能力進(jìn)行了有效驗(yàn)證。利用Hummingbird Drone實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)所設(shè)計(jì)姿態(tài)控制器進(jìn)... 

【文章來(lái)源】：天津理工大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

GeorgeDeBothezat四旋翼直升機(jī)

第一章 緒論大約在同一時(shí)期，來(lái)自法國(guó)的飛行器設(shè)計(jì)師Etienne Oehmichen，成功設(shè)計(jì)制造了被Oehmichen的系列飛行器，如圖1.3所示，并在1921年成功試飛。然后在接下來(lái)的兩間里Etienne Oehmichen對(duì)該系列飛行器進(jìn)行不斷的改進(jìn)，于1924年成功實(shí)現(xiàn)了總航1km的閉路飛行。

圖1.5 VZ-7四旋翼無(wú)人機(jī)在今后的幾十年里，對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)的研究一直處于停滯不前的狀態(tài)，直至20世紀(jì)十年代以后，伴隨著通信技術(shù)、微慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，重新引起了究學(xué)者對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)的關(guān)注，很多國(guó)家的高校及科研院所均對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)開(kāi)展了關(guān)項(xiàng)目的研究。University of Pennsylvania[13,14]以IMU為研究核心，以紅外光為輔助，自行設(shè)計(jì)的四旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行了姿態(tài)檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)、避障、目標(biāo)識(shí)別等功能，且該實(shí)驗(yàn)室還在極端條件下完成了室內(nèi)定位、3D建圖、多無(wú)人機(jī)協(xié)同飛行等試驗(yàn)；wiss Federal Institute of Technology[15]所成立的OS4四旋翼項(xiàng)目早已取得重大進(jìn)展，該項(xiàng)下一階段的目標(biāo)是增強(qiáng)OS4的推力水平，提高自主飛行和避障飛行能力，目前在仿真境下進(jìn)行了避障測(cè)試，并作出了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)證明；Stanford University[16]設(shè)立了TARMAC工程項(xiàng)目，該項(xiàng)目改進(jìn)了兩款四旋翼無(wú)人機(jī)，分別為STARMAC I和TARMAC II。其中STARMAC II是STARMAC I的改進(jìn)型，能夠在室外遵循預(yù)先設(shè)定好航路點(diǎn)進(jìn)行自主飛行，并將圖像信息和飛行參數(shù)實(shí)時(shí)傳回地面控制站；Massachusettsstitute of Technology[17]合力開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一款可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位、建圖和避障的四旋翼人機(jī)，與其他無(wú)人機(jī)通過(guò)定位系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)定位不同，該無(wú)人機(jī)是利用激光雷達(dá)獲取圍環(huán)境信息，通過(guò)SLAM算法進(jìn)行室內(nèi)定位并建立起周圍環(huán)境的3D模型，而且在無(wú)法

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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