發(fā)布時間：2017-04-12 19:24

  本文關(guān)鍵詞：基于Pixhawk飛控板的六旋翼飛行器自適應(yīng)動態(tài)逆控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：六旋翼飛行器因其機動靈活、自主飛行等特性,在很多危險場合可以代替人來完成工作,因而得到了快速的發(fā)展,而控制系統(tǒng)是保證其穩(wěn)定飛行的關(guān)鍵。本文以開源飛控系統(tǒng)中的佼佼者Pixhawk為基礎(chǔ),對六旋翼飛行器的控制系統(tǒng)進行研究。文中第一部分簡單描述了六旋翼飛行器的基本組成,對各組成部分關(guān)鍵部件予以說明,并完成電源模塊、編碼器、電調(diào)等硬件電路設(shè)計；理清”X”型布局六旋翼飛行器的基本控制原理；進行飛行實驗。第二部分對PixhaWk飛控棧進行了全面分析,包括介紹系統(tǒng)的總體框架,確定飛行控制棧的類型；搭建編譯環(huán)境,簡單分析編譯過程；描述飛行控制棧的目錄結(jié)構(gòu)及庫功能；分析飛行控制棧的運行流程；梳理飛行控制系統(tǒng)的姿態(tài)估計算法(DCM EKF)；圖解飛行控制系統(tǒng)的幾種控制律。第三部分根據(jù)牛頓運動定律建立六旋翼飛行器的非線性動態(tài)方程,設(shè)計并搭建基于SimuLink的姿態(tài)動態(tài)逆控制器；為了增強控制系統(tǒng)的魯棒性,增加一個自適應(yīng)矢量以補償六旋翼飛行器的模型逆誤差,并結(jié)合PID控制器設(shè)計了六旋翼飛行器的姿態(tài)和位置控制器,通過仿真實驗證明設(shè)計的控制器能達到快速響應(yīng)并穩(wěn)定跟蹤軌跡的目的。
【關(guān)鍵詞】：Pixhawk 姿態(tài)估計 六旋翼飛行器 動態(tài)逆
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V249.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 引言7
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀7-10
• 1.3 六旋翼飛行器發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)10
• 1.4 論文主要內(nèi)容10-12
• 2 六旋翼飛行器基本組成及控制原理12-32
• 2.1 六旋翼飛行器的基本組成12-20
• 2.1.1 機械系統(tǒng)12
• 2.1.2 動力系統(tǒng)12-17
• 2.1.3 控制系統(tǒng)17-20
• 2.2 六旋翼飛行器的基本控制原理20-22
• 2.3 飛行實驗22-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 Pixhawk飛行控制系統(tǒng)分析32-65
• 3.1 程序編譯33-35
• 3.2 控制棧的目錄結(jié)構(gòu)35-36
• 3.3 飛行控制棧的運行流程36-45
• 3.4 姿態(tài)估計45-57
• 3.4.1 姿態(tài)估計——DCM45-51
• 3.4.2 姿態(tài)估計——EKF51-57
• 3.5 飛行控制律57-64
• 3.5.1 輸入信號預(yù)處理58-59
• 3.5.2 電機控制信號解算59-60
• 3.5.3 飛行控制律60-64
• 3.6 本章小結(jié)64-65
• 4 六旋翼飛行器動力學(xué)模型65-76
• 4.1 機體動力學(xué)方程65-66
• 4.2 受力分析66-70
• 4.3 SimuLink仿真程序70-75
• 4.4 本章小結(jié)75-76
• 5 動態(tài)逆控制器設(shè)計76-90
• 5.1 非線性動態(tài)逆理論76-77
• 5.2 動態(tài)逆控制器設(shè)計77-80
• 5.2.1 外回路動態(tài)逆控制器78
• 5.2.2 內(nèi)回路動態(tài)逆控制器78-80
• 5.3 仿真驗證80-84
• 5.3.1 內(nèi)回路動態(tài)逆控制器仿真80-82
• 5.3.2 外回路動態(tài)逆控制器仿真82-84
• 5.4 動態(tài)逆控制器改進84-86
• 5.5 自適應(yīng)矢量86-88
• 5.6 軌跡跟蹤88-89
• 5.7 本章小結(jié)89-90
• 總結(jié)與展望90-91
• 參考文獻91-95
• 附錄195-101
• 申請學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文101-102
• 致謝102

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7 鄧寅U，

本文編號：301988