四旋翼无人飞行器量化运动稳定性研究

发布时间：2017-11-13 15:35

  本文关键词：四旋翼无人飞行器量化运动稳定性研究

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【摘要】：四旋翼无人飞行器凭借其体积小、机动性强、可垂直起降的特点,能够执行投弹攻击、大气探测、物品运载等飞行任务。然而由于大气扰动、陀螺效应等作用,其极易出现抖动、失控等运动稳定性问题。目前研究运动稳定性主要有三类方法：描述函数法、Lyapunov稳定性理论和PID控制理论,但这些方法都以定性分析为主,而且对于多变量、高耦合、欠驱动的四旋翼无人飞行器稳定性分析,存在动力学方程复杂难以求解、Lyapunov函数难以构建、难以给出系统量化运动稳定的分析指标问题。针对目前研究方法的不足,本文通过Lyapunov指数理论建立系统控制输入、机械结构参数与系统运动稳定性之间的量化关系,以此指导系统的控制系统优化及机械结构设计,提高系统的可靠性和稳定性。文中分别对四旋翼无人飞行器起飞、着陆和偏航阶段进行了动力学建模及运动稳定性分析,并根据系统的动力学模型设计姿态控制器和位置控制器,结果表明优化系统的控制输入和机械结构参数能够提高系统的运动稳定性。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V279
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本文编号：1181305