本文關(guān)鍵詞：六旋翼無人直升機(jī)控制技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文描述了對一款新型六旋翼無人直升機(jī)飛行控制技術(shù)的研究。重點(diǎn)研究了六旋翼無人直升機(jī)動力學(xué)建模和飛行控制律的設(shè)計問題。嘗試采用了PID控制、LQ控制、動態(tài)逆理論。通過仿真驗(yàn)證了所得飛行控制系統(tǒng)能使得六旋翼無人直升機(jī)在既定目標(biāo)之間自主飛行,當(dāng)受到某些輸入擾動或者模型參數(shù)發(fā)生某些變化時,無人直升機(jī)仍然能夠保持穩(wěn)定,并且到達(dá)既定目標(biāo)。 首先,分析了六旋翼無人直升機(jī)動力學(xué)特性,獲得了無人直升機(jī)旋轉(zhuǎn)動態(tài)方程和平移動態(tài)方程,并完成了對數(shù)學(xué)模型的簡化工作。 然后,分別運(yùn)用PI控制和LQ控制設(shè)計了無人直升機(jī)姿態(tài)控制系統(tǒng),所得控制系統(tǒng)具備適當(dāng)?shù)姆�(wěn)定裕度。通過仿真姿態(tài)角控制過程測試了控制系統(tǒng)性能,尤其當(dāng)無人直升機(jī)受到擾動時系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并且比較了PI控制與LQ控制結(jié)果。 其次,運(yùn)用了PID控制與動態(tài)逆理論相結(jié)合的方法設(shè)計了無人直升機(jī)的高度位置控制系統(tǒng),以及運(yùn)用了魯棒PD控制方法設(shè)計了其平面位置控制系統(tǒng),所得飛行位置(高度位置和平面位置)控制系統(tǒng)具備適當(dāng)?shù)姆�(wěn)定裕度。通過仿真無人直升機(jī)在不同條件下的飛行控制過程測試和分析了位置控制系統(tǒng)性能。 最后,三維仿真六旋翼無人直升機(jī)飛行軌跡,滿意的仿真結(jié)果驗(yàn)證了飛行控制系統(tǒng)設(shè)計的有效性。
【關(guān)鍵詞】：六旋翼無人直升機(jī) PID控制 LQ控制 動態(tài)逆
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：V249.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-14
• 1.1 課題研究背景及意義11
• 1.2 六旋翼無人直升機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容12-14
• 2 六旋翼無人直升機(jī)模型分析14-21
• 2.1 六旋翼無人直升機(jī)結(jié)構(gòu)分析14-15
• 2.2 六旋翼無人直升機(jī)的姿態(tài)角15-16
• 2.3 建模條件假設(shè)16
• 2.4 Newton-Euler公式構(gòu)建模型16-20
• 2.4.1 Newton-Euler第一定律16-18
• 2.4.2 Newton-Euler第二定律18-19
• 2.4.3 無人直升機(jī)動力學(xué)模型19-20
• 2.5 小結(jié)20-21
• 3 飛行控制設(shè)計21-33
• 3.1 飛行控制系統(tǒng)要求21
• 3.2 飛行控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)21-22
• 3.3 姿態(tài)角控制系統(tǒng)22-27
• 3.3.1 基于PID的姿態(tài)角控制23-25
• 3.3.2 基于LQ的姿態(tài)角控制25-27
• 3.4 位置控制系統(tǒng)27-32
• 3.4.1 高度位置控制27-29
• 3.4.2 平面位置控制29-32
• 3.5 小結(jié)32-33
• 4 飛行控制系統(tǒng)功能限制及注意事項(xiàng)33-39
• 4.1 旋翼旋轉(zhuǎn)速度限制33
• 4.2 平面位置(x,y)控制中的偏航角33-34
• 4.3 姿態(tài)角大小限制34
• 4.4 系統(tǒng)響應(yīng)時間限制34
• 4.5 旋轉(zhuǎn)力矩和升力到旋翼旋轉(zhuǎn)速度的轉(zhuǎn)換34-35
• 4.6 控制系統(tǒng)的容錯性35-39
• 5 飛行控制仿真39-71
• 5.1 姿態(tài)角控制仿真39-47
• 5.1.1 仿真測試1：無擾動環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)39-41
• 5.1.2 仿真測試2：擾動環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)41-44
• 5.1.3 仿真測試3：模型參數(shù)波動環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)44-47
• 5.2 高度位置控制仿真47-52
• 5.2.1 仿真測試1：無擾動環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)48-49
• 5.2.2 仿真測試2：擾動環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)49-51
• 5.2.3 仿真測試3：模型參數(shù)波動環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)51-52
• 5.3 平面位置(x,y)控制仿真52-59
• 5.3.1 仿真測試1：無擾動環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)52-54
• 5.3.2 仿真測試2：擾動環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)54-56
• 5.3.3 仿真測試3：模型參數(shù)波動環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)56-59
• 5.4 三維空間運(yùn)動仿真59-70
• 5.4.1 仿真測試1：無擾動環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)59-63
• 5.4.2 仿真測試2：擾動環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)63-67
• 5.4.3 仿真測試3：姿態(tài)角飽和限制和臨時變更指令環(huán)境下系統(tǒng)響應(yīng)67-70
• 5.5 小結(jié)70-71
• 6 總結(jié)與展望71-72
• 6.1 作總結(jié)71
• 6.2 進(jìn)一步工作和研究展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-75

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6 楊建旭;四旋翼無人直升機(jī)控制系統(tǒng)的研究[D];天津理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：六旋翼無人直升機(jī)控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：333641