發(fā)布時(shí)間：2017-09-25 01:29

  本文關(guān)鍵詞：四旋翼的協(xié)調(diào)編隊(duì)飛行控制

  更多相關(guān)文章： 多智能體編隊(duì) L-F編隊(duì)算法 PID控制算法 軌跡跟蹤

【摘要】：科學(xué)的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展不斷的提升著自動(dòng)化在日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)中的比重,家用服務(wù)型機(jī)器人,工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)機(jī)器人,具備軍事作戰(zhàn)能力的機(jī)器人都在現(xiàn)如今比較苛刻危險(xiǎn)的工作環(huán)境中替代了人力的勞作,提高工作執(zhí)行效率以及安全程度。但在單個(gè)智能體研究的過(guò)程中,隨之任務(wù)的復(fù)雜會(huì)對(duì)智能體提出過(guò)高的運(yùn)算負(fù)荷,和巨量的工作任務(wù),降低了時(shí)效性。多智能體的編隊(duì)協(xié)同工作的研究就是要解決多個(gè)智能體之間分布式的自治式完成既定的局部任務(wù),從而降低每一個(gè)智能體的消耗資源。編隊(duì)系統(tǒng)控制已經(jīng)在衛(wèi)星,航母群等軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。四旋翼作為機(jī)器人的重要分支,越來(lái)越受到了廣大學(xué)者的重視,尤其是在編隊(duì)系統(tǒng)控制上,現(xiàn)在的研究重點(diǎn)主要有:編隊(duì)的形成和切換,飛行時(shí)的路徑規(guī)劃,編隊(duì)協(xié)同控制機(jī)制。多機(jī)器人編隊(duì)主要方法有:跟隨領(lǐng)航者法、基于行為法、虛擬結(jié)構(gòu)法。本文選取四旋翼為研究對(duì)象,采用跟隨領(lǐng)航者法,利用相對(duì)偏差距離和相對(duì)偏差角度進(jìn)行編隊(duì)控制。推導(dǎo)了四旋翼的數(shù)學(xué)模型并給出了積分Backstepping和PID相結(jié)合的控制率的設(shè)計(jì)完成了單機(jī)的軌跡跟蹤控制。在確定的編隊(duì)形式下給出了編隊(duì)中各個(gè)四旋翼位置的描述,建立了不考慮動(dòng)力學(xué)模型的空間運(yùn)動(dòng)模型,利用經(jīng)典的PID控制算法給出了編隊(duì)保持控制器的設(shè)計(jì),使得四旋翼編隊(duì)在飛行過(guò)程中能夠保持。為了能夠進(jìn)行編隊(duì)實(shí)驗(yàn),搭建了分布式控制系統(tǒng),將實(shí)驗(yàn)用的四旋翼遙控器的模擬電位電壓輸出的點(diǎn)位閥替換成了數(shù)字控制器PC-104的DA輸出端口,在Matlab中通過(guò)控制框圖構(gòu)建控制算法,通過(guò)NetCon實(shí)驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的調(diào)試和數(shù)據(jù)采集。最后,給出了單個(gè)四旋翼的軌跡跟蹤實(shí)驗(yàn),給出了四旋翼編隊(duì)的軌跡跟蹤實(shí)驗(yàn),并對(duì)控制效果進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】：多智能體編隊(duì) L-F編隊(duì)算法 PID控制算法 軌跡跟蹤
【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】：2016
【分類號(hào)】：TP242;V249.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題背景和意義8-11
• 1.2 四旋翼發(fā)展及編隊(duì)控制國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)四旋翼的研究歷史和現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)外四旋翼研究歷史與現(xiàn)狀13-14
• 1.3 多智能體編隊(duì)控制關(guān)鍵技術(shù)14-15
• 1.3.1 導(dǎo)航與定位14-15
• 1.3.2 信息交互15
• 1.3.3 仿生學(xué)研究15
• 1.4 多智能體編隊(duì)任務(wù)描述15-16
• 1.4.1 多智能體編隊(duì)控制15-16
• 1.5 本論文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排16-17
• 第2章 四旋翼編隊(duì)理論基礎(chǔ)17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 四旋翼模型17-23
• 2.2.1 四旋翼工作原理17-19
• 2.2.2 飛行器姿態(tài)角描述19
• 2.2.3 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換19-21
• 2.2.4 四旋翼的控制模型21-23
• 2.3 控制策略23-24
• 2.4 圖論簡(jiǎn)介24-25
• 2.4.1 圖論基本概念24
• 2.4.2 基于F-L編隊(duì)的圖論定義24-25
• 2.5 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)綜述25-29
• 2.5.1 NetCon網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)25
• 2.5.2 PC-104控制器25-26
• 2.5.3 網(wǎng)絡(luò)化控制工具包26-27
• 2.5.4 實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)用四旋翼27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章 四旋翼控制算法設(shè)計(jì)30-44
• 3.1 引言30
• 3.2 四旋翼軌跡跟蹤控制30-36
• 3.2.1 問(wèn)題描述30-31
• 3.2.2 控制器設(shè)計(jì)31-36
• 3.3 單個(gè)四旋翼飛行試驗(yàn)36-43
• 3.3.1 點(diǎn)鎮(zhèn)定實(shí)驗(yàn)36-39
• 3.3.2 軌跡跟蹤實(shí)驗(yàn)39-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 四旋翼編隊(duì)協(xié)調(diào)控制44-60
• 4.1 引言44
• 4.2 編隊(duì)系統(tǒng)44-47
• 4.2.1 編隊(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)44-45
• 4.2.2 編隊(duì)系統(tǒng)的類型45
• 4.2.3 編隊(duì)協(xié)作研究方法45-47
• 4.3 編隊(duì)控制器設(shè)計(jì)47-51
• 4.3.1 L-F的控制算法48-51
• 4.3.2 控制器設(shè)計(jì)51
• 4.4 編隊(duì)飛行實(shí)驗(yàn)51-59
• 4.4.1 線性編隊(duì)的直線軌跡跟蹤52-54
• 4.4.2 直線編隊(duì)的圓軌跡編隊(duì)飛行54-56
• 4.4.3 時(shí)變編隊(duì)飛行控制56-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 致謝67

，

本文編號(hào)：914595