本文關(guān)鍵詞：四旋翼無(wú)人直升機(jī)仿真及控制方法比較研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)人直升機(jī)，尤其是四旋翼直升機(jī)，因其飛行原理和結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，而在近些年引起了國(guó)內(nèi)外眾多高校的關(guān)注和研究。軌跡跟蹤能力作為無(wú)人直升機(jī)的一項(xiàng)必備技能，其控制算法也被不斷的豐富。 良好的控制算法無(wú)疑是無(wú)人直升機(jī)完成任務(wù)的保障。然而我們不可能用實(shí)際的無(wú)人直升機(jī)來(lái)進(jìn)行算法的驗(yàn)證，如PID，需要調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)試的PID參數(shù)用在無(wú)人機(jī)上對(duì)其可能是致命的。因此，能夠進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的無(wú)人機(jī)仿真平臺(tái)的就顯得尤為重要了。 本文首先在分析了實(shí)際四旋翼直升機(jī)的基礎(chǔ)上，將其各部分模塊化，并根據(jù)相關(guān)的物理知識(shí)，使用MATLAB/Simulink工具建立了四旋翼直升機(jī)的仿真環(huán)境，使得控制算法的研究有了驗(yàn)證的平臺(tái)。接下來(lái)將PID算法、反演算法和積分反演算法應(yīng)用到仿真環(huán)境中，通過(guò)仿真參數(shù)的調(diào)節(jié)不斷優(yōu)化控制效果，最終得到四旋翼直升機(jī)懸停和軌跡跟蹤兩種情況的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以此作為本文實(shí)驗(yàn)的對(duì)比項(xiàng)。最后本文將PID算法和積分反演算法分別作用在位置環(huán)和姿態(tài)環(huán)，得到參數(shù)優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果首先驗(yàn)證了試驗(yàn)平臺(tái)的有效性，表明該平臺(tái)能夠進(jìn)行控制算法的驗(yàn)證。在三種算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比中，，PID算法和積分反演算法結(jié)合的控制方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明它有效的結(jié)合了PID算法和積分反演算法二者的優(yōu)點(diǎn)，在懸停和軌跡跟蹤上對(duì)四旋翼直升機(jī)的控制效果都比較理想。
【關(guān)鍵詞】：軌跡跟蹤 無(wú)人機(jī) 四旋翼 積分反演算法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：V279;V249
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 無(wú)人直升機(jī)8-9
• 1.1.1 微型無(wú)人直升機(jī)8-9
• 1.1.2 四旋翼無(wú)人直升機(jī)9
• 1.2 自主軌跡跟蹤9-10
• 1.3 飛行控制10-12
• 1.3.1 控制算法10-11
• 1.3.2 控制算法現(xiàn)狀11-12
• 1.3.3 課題研究意義12
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容和組織結(jié)構(gòu)12-14
• 1.4.1 論文研究的主要工作和內(nèi)容12-13
• 1.4.2 論文的組織結(jié)構(gòu)13-14
• 第2章 預(yù)備知識(shí)14-18
• 2.1 引言14
• 2.2 四旋翼直升機(jī)飛行原理14-15
• 2.2.1 四旋翼動(dòng)力14
• 2.2.2 四旋翼運(yùn)動(dòng)14-15
• 2.3 四旋翼直升機(jī)建模15-17
• 2.4 本章小結(jié)17-18
• 第3章 仿真設(shè)計(jì)18-27
• 3.1 引言18
• 3.2 系統(tǒng)建模18-22
• 3.2.1 牛頓—?dú)W拉方程建模18-19
• 3.2.2 空氣動(dòng)力學(xué)的力和力矩19-21
• 3.2.3 總體力和力矩21-22
• 3.3 仿真分析平臺(tái)搭建22-26
• 3.3.1 平臺(tái)搭建23-24
• 3.3.2 平臺(tái)具體實(shí)現(xiàn)24-26
• 3.4 本章小結(jié)26-27
• 第4章 控制算法仿真實(shí)現(xiàn)及比較27-54
• 4.1 引言27
• 4.2 控制建模27-28
• 4.3 PID 算法28-35
• 4.3.1 姿態(tài)控制28-30
• 4.3.2 位置控制30-31
• 4.3.3 PID 定點(diǎn)懸停31-32
• 4.3.4 軌跡跟蹤32-35
• 4.4 反演算法35-40
• 4.4.1 定點(diǎn)懸停36-37
• 4.4.2 軌跡跟蹤37-40
• 4.5 積分反演算法40-46
• 4.5.1 姿態(tài)控制40-42
• 4.5.2 高度控制42
• 4.5.3 位置控制42-43
• 4.5.4 定點(diǎn)懸停43-44
• 4.5.5 軌跡跟蹤44-46
• 4.6 PID—積分反演算法46-50
• 4.6.1 定點(diǎn)懸停46-48
• 4.6.2 軌跡跟蹤48-50
• 4.7 綜合比較50-53
• 4.8 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 致謝59

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 鄧寅U

本文編號(hào)：439999