近年來,隨著各類技術(shù)的不斷進(jìn)步,各類旋翼無人機(jī)得到了較快的發(fā)展。其中傾轉(zhuǎn)式三旋翼無人機(jī)結(jié)合了多旋翼無人機(jī)與傾轉(zhuǎn)式旋翼機(jī)的優(yōu)勢,同時(shí)也存在欠驅(qū)動、非線性、靜不穩(wěn)定等特性。因此,關(guān)于這類無人機(jī)的研究,受到了相關(guān)科研機(jī)構(gòu)的重視。本文主要研究了傾轉(zhuǎn)式三旋翼無人機(jī)數(shù)學(xué)模型分析及控制律設(shè)計(jì)問題,分別設(shè)計(jì)了針對傾轉(zhuǎn)式三旋翼無人機(jī)姿態(tài)及高度的非線性自適應(yīng)控制器以及針對傾轉(zhuǎn)式三旋翼無人機(jī)的位置非線性控制器,進(jìn)行了相應(yīng)的穩(wěn)定性分析,并通過半實(shí)物仿真平臺驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制律的有效性與魯棒性。本文研究內(nèi)容主要包括以下三方面:一、針對傾轉(zhuǎn)式三旋翼無人機(jī)較為特殊的動力學(xué)特性,分別對該類無人機(jī)位置子系統(tǒng)及姿態(tài)子系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)模型進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析。二、傾轉(zhuǎn)式三旋翼無人機(jī)實(shí)際飛行過程中旋翼升力系數(shù)及反扭矩系數(shù)測量難度較大,此外,無人機(jī)易受到外界未知擾動的影響,為補(bǔ)償動力學(xué)模型中參數(shù)不確定性及外界擾動,本文設(shè)計(jì)了一類非線性自適應(yīng)魯棒控制策略實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)姿態(tài)和高度的控制。同時(shí)基于李雅普諾夫（Lyapunov）分析方法證明了無人機(jī)閉環(huán)動力學(xué)系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性,并通過半實(shí)物在環(huán)仿真平臺完成了鎮(zhèn)定及抗擾動飛行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了所... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

固定翼無人機(jī)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，無人飛行器 (Unmanned Aerial Vehicle，簡稱UAV) 迎來了井噴式的發(fā)展[1]。在諸多軍事民生領(lǐng)域替代了有人飛行器完成空中武裝打擊、軍事偵察監(jiān)視、航拍遙感測繪、快遞郵件派送甚至節(jié)慶婚禮拍攝等任務(wù)，節(jié)省了人力成本、簡化了飛行器布局、降低了危險(xiǎn)系數(shù)，為人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利，基于無人飛行器的研究也逐步成為了眾多學(xué)科的研究熱點(diǎn)[2][3][4]。如圖1-1-圖1-4所示，依照翼型結(jié)構(gòu)，無人飛行器可主要分為以下幾類：固定翼無人機(jī)、無人直升機(jī)、多旋翼無人機(jī)（Multiple Rotor Unmanned AerialVehicle)、撲翼無人機(jī)等[5]。不同翼型結(jié)構(gòu)的無人機(jī)其特點(diǎn)也不盡相同，固定翼無人機(jī)，機(jī)翼與機(jī)身相連，類似于常見的飛機(jī)氣動布局，載重較大，可完成長距離飛行，多用于軍事領(lǐng)域；無人直升機(jī)氣動布局類似于常見的直升機(jī)，其飛行狀態(tài)的操縱由旋翼槳盤完成，這類無人機(jī)續(xù)航時(shí)間長，可垂直起降，在軍民領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用前景；多旋翼無人機(jī)依靠調(diào)節(jié)各旋翼轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)升力與姿態(tài)的控制，這類無人機(jī)相比其他翼型無人機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)更為簡單緊湊，機(jī)動能力強(qiáng)，具備較好的操縱性，能夠適應(yīng)室內(nèi)外不同環(huán)境，因而在民用無人機(jī)領(lǐng)域發(fā)展最為迅猛[6]。

圖 1-3 多旋翼無人機(jī) 圖 1-4 撲翼直升機(jī)1.1研究 與多旋翼無人機(jī)能夠垂直起降（Vertical Takeoff and Landing 簡稱 VTOL）、定點(diǎn)懸停且體積輕便、機(jī)動性能良好、便于操作，是目前世界上小型民用無人飛行器廣泛采用的一種氣動構(gòu)型[7]。早在上個世紀(jì)初，第一架四旋翼直升飛機(jī)便在法國成功試飛，然而由于多項(xiàng)技術(shù)瓶頸的限制，多旋翼氣動構(gòu)型并沒有得到廣泛應(yīng)用[8]。進(jìn)入本世紀(jì)后，隨著新材料技術(shù)、微電子技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng) (MicroElectrical Mechanical System 簡稱 MEMS) 技術(shù)、導(dǎo)航與制導(dǎo)技術(shù)及飛行器控制技術(shù)等的突破式進(jìn)步，關(guān)于多旋翼無人機(jī)的研究得以快速發(fā)展，這一類無人機(jī)開始在諸多領(lǐng)域嶄露頭角，扮演著愈發(fā)重要的角色，問世的多旋翼無人機(jī)產(chǎn)品也開始增多[9]。較為有代表性的如我國深圳市大疆創(chuàng)新科技公司推出的 INSPIRE 2 無人機(jī)，如圖1-5所示，其 加速時(shí)間僅為 秒，最大飛行速度可達(dá) ，續(xù)航時(shí)間可達(dá) 27 分鐘，采用傳感器冗余技術(shù)，并具備一定的蔽障能力；我國零

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3309113