無人機具有占地小、價格低、效率高、性能優(yōu)異等特點,因此無論應用在軍方或者商用,無人機的未來都具有無限的可能。其中,最引人注目的莫過于四旋翼飛行器,四旋翼飛行器作為一種蝶形飛行器,具有眾多固定翼飛行器都無法做到的功能。因此它是當前各國研制的無人機中應用次數(shù)最高、功能最廣泛、研究最透徹的旋翼飛行器。四旋翼飛行器是一個復雜的欠驅動系統(tǒng),無人機在室外飛行時,抗風擾是不可回避的實際問題,故無人機是否能夠平穩(wěn)地、具有較強的自適應能力以及快速靈活地機動飛行,其關鍵在于飛行控制系統(tǒng)穩(wěn)定性能的優(yōu)劣。因此,研究四旋翼飛行器的控制方法具有一定的理論意義和實用價值。本文針對四旋翼控制方法的研究如下所示:(1)首先對飛行運動原理進行了詳細的介紹,對地面坐標系和機體坐標系進行了定義并闡述其兩者之間的轉換關系。利用其轉換關系在分析四旋翼的力與力矩后,利用牛頓定律和歐拉方程建立其非線性動力學模型。(2)針對于四旋翼姿態(tài)系統(tǒng),考慮到四旋翼為欠驅動系統(tǒng),模型無法精確建立,飛行時存在外部不確定干擾,故本文采用自抗擾控制器(ADRC)控制,該控制器的一大優(yōu)勢就是不需要精確的數(shù)學模型。本文首先將其拆分為三個通道:橫滾、俯仰、偏...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 四旋翼無人機技術國內外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 四旋翼國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 四旋翼國內研究現(xiàn)狀
    1.3 四旋翼控制方法概述
    1.4 論文的主要研究內容和結構安排
第2章 四旋翼飛行器模型
    2.1 引言
    2.2 四旋翼飛行器運動原理
    2.3 四旋翼飛行控制剛體動力學模型
        2.3.1 參考坐標系的建立
        2.3.2 坐標轉換矩陣
        2.3.3 四旋翼飛行器模型建立
        2.3.4 四旋翼飛行器模型的分析
    2.4 本章小結
第3章 四旋翼飛行器串級自抗擾姿態(tài)控制方法研究
    3.1 引言
    3.2 串級ADRC控制器的設計
        3.2.1 內環(huán)控制器設計
        3.2.2 外環(huán)控制器設計
    3.3 自抗擾控制器的參數(shù)整定
        3.3.1 擴張狀態(tài)觀測器的參數(shù)整定
        3.3.2 非線性狀態(tài)誤差反饋控制器的參數(shù)整定
    3.4 仿真研究分析
        3.4.1 穩(wěn)定跟蹤仿真分析
        3.4.2 抗擾性仿真分析
    3.5 本章小結
第4章 四旋翼飛行器雙閉環(huán)線性自抗擾和無模型自適應姿態(tài)控制研究
    4.1 引言
    4.2 四旋翼飛行器控制器設計
        4.2.1 內環(huán)線性自抗擾控制器設計
        4.2.2 外環(huán)無模型自適應控制器設計
    4.3 控制器參數(shù)整定
        4.3.1 線性自抗擾參數(shù)整定
        4.3.2 無模型自適應控制參數(shù)整定
    4.4 仿真和實驗結果與分析
        4.4.1 仿真結果
        4.4.2 四旋翼飛行器實驗平臺
        4.4.3 實驗分析
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：3735589