四旋翼飞行器反演滑模轨迹跟踪控制研究
发布时间：2020-12-20 04:29
四旋翼飞行器因机动能力强、可在狭窄空间飞行、便于携带等优点,成为近年的研究热点。由于四旋翼是一种典型的非线性、强耦合、多变量的欠驱动系统,并且极易受到外界干扰的影响,因此其控制器的设计成为飞行器应用研究的难点和重点。本文设计了带有干扰观测器的反演滑模动态面控制器,并采用模糊增益切换策略改善滑模抖振问题,以解决四旋翼飞行器的飞行稳定性、控制器的鲁棒性以及抗干扰能力等问题。首先,在对飞行原理进行分析的基础上,建立了四旋翼飞行器的六自由度空气动力学模型与电机螺旋桨执行机构模型,并根据以上模型设计了四旋翼飞行器的控制系统的结构,针对其欠驱动的特性对控制通道进行了合理分配。其次,设计了积分型反演滑模动态面控制器实现飞行器的轨迹跟踪控制。采用反演滑模控制方法保证控制器良好的响应特性与控制性能,引入积分项消除系统稳态误差,并结合动态面控制解决计算复杂度的问题,最终设计出控制效果良好的轨迹跟踪控制器;另外,为克服所受到的外界有源扰动以及自身飞行时产生的噪声干扰,设计了非线性干扰观测器对其进行补偿,以提高系统的抗干扰能力。然后,为削弱滑模控制系统产生的高频滑模抖振,在积分型反演滑模动态面控制器的基础上,...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]四旋翼无人机模糊自适应滑模控制[J]. 冯恺鹏,贾云飞,柴金宝,曾庆德,郝玉凤. 飞行力学. 2018(06)
[2]基于滑模观测补偿的四旋翼飞行器鲁棒动态逆控制[J]. 陈诚,韦常柱,琚啸哲,刘鹏云. 系统工程与电子技术. 2018(01)
[3]基于ESO和反步法的四旋翼飞行器轨迹跟踪控制[J]. 窦立谦,芦飞. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(05)
[4]基于自抗扰的四旋翼飞行器姿态控制[J]. 包明霞,师五喜,郭建川. 自动化与仪表. 2017(02)
[5]四旋翼飞行器的轨迹跟踪抗干扰控制[J]. 吴琛,苏剑波. 控制理论与应用. 2016(11)
[6]基于滑模控制器的四旋翼飞行器控制[J]. 杨兴明,李文静. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(07)
[7]欠驱动四旋翼飞行器全局轨迹跟踪滑模控制[J]. 侯明冬,刘金琨,田杰. 控制工程. 2016(06)
[8]浅谈四旋翼飞行器的技术发展方向[J]. 赵敏. 科技创新与应用. 2016(16)
[9]四旋翼几种控制方法比较[J]. 王贞琪,马洁. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2016(02)
[10]四旋翼无人机SO(3)滑模变结构姿态控制器设计[J]. 刘锦涛,吴文海,李静,辛巧. 控制与决策. 2016(06)
博士论文
[1]面向四旋翼无人机的非线性控制方法与实现[D]. 李辰.浙江大学 2017
[2]小型四旋翼无人飞行器非线性控制方法研究[D]. 宋占魁.大连理工大学 2014
[3]基于视觉的微小型四旋翼飞行机器人位姿估计与导航研究[D]. 郑伟.中国科学技术大学 2014
[4]基于视觉的微小型无人直升机位姿估计与目标跟踪研究[D]. 徐伟杰.浙江大学 2012
硕士论文
[1]基于DOB模糊自校正Smith预估的悬吊式重力平衡控制研究[D]. 胡政.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于PID与积分滑模的四旋翼飞行器控制研究[D]. 印海蓉.东南大学 2018
[3]四旋翼无人飞行器轨迹跟踪的非线性控制[D]. 曹亚博.大连海事大学 2018
[4]四旋翼飞行器飞行控制与实现[D]. 历小伟.西南科技大学 2017
[5]四旋翼飞行器的跟踪控制研究[D]. 张冲.哈尔滨理工大学 2017
[6]四旋翼无人机控制系统的设计与实现[D]. 许喆.南京理工大学 2017
[7]四旋翼飞行器飞行控制方法研究[D]. 杜鹏辉.深圳大学 2016
[8]四旋翼无人机飞行姿态解算算法的研究[D]. 于猛.东北农业大学 2016
[9]四旋翼飞行器自适应模糊神经姿态跟踪控制研究[D]. 董成.大连海事大学 2016
[10]室内环境下四旋翼无人机飞行控制技术研究[D]. 王洪林.南京航空航天大学 2016
本文编号：2927208
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?Ｑｂａｌｌ２飞行器模型??Ｆｉｇ．?２．１?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｑｂａｌｌ?２?ａｉｒｃｒａｆｔ??（ｉ）悬停运动：输入信号使电机旋转速度相同，且生成的总升力等于其自??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]四旋翼无人机模糊自适应滑模控制[J]. 冯恺鹏,贾云飞,柴金宝,曾庆德,郝玉凤. 飞行力学. 2018(06)
[2]基于滑模观测补偿的四旋翼飞行器鲁棒动态逆控制[J]. 陈诚,韦常柱,琚啸哲,刘鹏云. 系统工程与电子技术. 2018(01)
[3]基于ESO和反步法的四旋翼飞行器轨迹跟踪控制[J]. 窦立谦,芦飞. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(05)
[4]基于自抗扰的四旋翼飞行器姿态控制[J]. 包明霞,师五喜,郭建川. 自动化与仪表. 2017(02)
[5]四旋翼飞行器的轨迹跟踪抗干扰控制[J]. 吴琛,苏剑波. 控制理论与应用. 2016(11)
[6]基于滑模控制器的四旋翼飞行器控制[J]. 杨兴明,李文静. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(07)
[7]欠驱动四旋翼飞行器全局轨迹跟踪滑模控制[J]. 侯明冬,刘金琨,田杰. 控制工程. 2016(06)
[8]浅谈四旋翼飞行器的技术发展方向[J]. 赵敏. 科技创新与应用. 2016(16)
[9]四旋翼几种控制方法比较[J]. 王贞琪,马洁. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2016(02)
[10]四旋翼无人机SO(3)滑模变结构姿态控制器设计[J]. 刘锦涛,吴文海,李静,辛巧. 控制与决策. 2016(06)
博士论文
[1]面向四旋翼无人机的非线性控制方法与实现[D]. 李辰.浙江大学 2017
[2]小型四旋翼无人飞行器非线性控制方法研究[D]. 宋占魁.大连理工大学 2014
[3]基于视觉的微小型四旋翼飞行机器人位姿估计与导航研究[D]. 郑伟.中国科学技术大学 2014
[4]基于视觉的微小型无人直升机位姿估计与目标跟踪研究[D]. 徐伟杰.浙江大学 2012
硕士论文
[1]基于DOB模糊自校正Smith预估的悬吊式重力平衡控制研究[D]. 胡政.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于PID与积分滑模的四旋翼飞行器控制研究[D]. 印海蓉.东南大学 2018
[3]四旋翼无人飞行器轨迹跟踪的非线性控制[D]. 曹亚博.大连海事大学 2018
[4]四旋翼飞行器飞行控制与实现[D]. 历小伟.西南科技大学 2017
[5]四旋翼飞行器的跟踪控制研究[D]. 张冲.哈尔滨理工大学 2017
[6]四旋翼无人机控制系统的设计与实现[D]. 许喆.南京理工大学 2017
[7]四旋翼飞行器飞行控制方法研究[D]. 杜鹏辉.深圳大学 2016
[8]四旋翼无人机飞行姿态解算算法的研究[D]. 于猛.东北农业大学 2016
[9]四旋翼飞行器自适应模糊神经姿态跟踪控制研究[D]. 董成.大连海事大学 2016
[10]室内环境下四旋翼无人机飞行控制技术研究[D]. 王洪林.南京航空航天大学 2016
本文编号：2927208
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