四旋翼飞行器飞行控制算法与仿真研究
发布时间：2021-02-01 19:21
四旋翼飞行器是一种能完成垂直起降的非共轴式碟形飞行器,具有尺寸小、重量轻、灵活机动、结构简单、价格经济的特点,被广泛应救援、监视、军事侦察等固定翼飞行器无法完成的领域,拥有巨大的民用和军事前景。四旋翼飞行器是一个典型的欠驱动系统,此外还具有强耦合、多变量、非线性和干扰敏感的特性。因此,四旋翼飞行器控制系统的设计是保证它有效完成任务的关键。本文以控制算法为核心,针对模型不确定性和外界干扰问题进行研究,并基于滑模控制对飞行器内部参数变化和未知干扰不敏感的特性,以滑模法为基础设计了两种新型滑模趋近律的姿态控制器;并在研究姿态控制器的基础上结合轨迹跟踪问题,设计了具有轨迹跟踪功能的的新型双闭环控制器。文章主要工作如下:（1）根据四旋翼飞行器的飞行原理,在理论上分析了飞行器的动力学特性,并根据牛顿第二定律和合外力矩定理建立了系统的数学模型,同时在此基础上进行了相应的模型简化。（2）从飞行器抗干扰性和消除系统抖振角度出发,提出消除抖振提高鲁棒性的有效解决办法。以传统的滑模法为基础,为消除系统稳态误差,设计了积分滑模面,并提出新的变指数趋近律,从而进行姿态控制系统设计。通过理论证明了滑动模态在全局范...
【文章来源】：太原科技大学山西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
旋翼机1号Fig.1.1Breguet-RichetGyroplaneNo.1
图 1.2 Oemichen 四旋翼直升机Fig.1.2 Oemichen Quadrotor年，关于四旋翼飞行器的研究有了突破性的技术发展，一个名为“Conver翼直升机在纽约诞生[14]，如图 1.3 所示。
图 1.3Convertawings A 四旋翼直升机Fig.1.3 Convertawings Quadrotor Helicopter A翼飞行器发展的早期历史，在这一时期所设计的四旋翼飞行，而且可载人飞行。不过因为与传统飞行器相比，其在飞行速度、飞行承载能力等诸多方面相对薄弱。使得人们研究它
【参考文献】：
期刊论文
[1]四旋翼飞行器自适应动态面轨迹跟踪控制[J]. 王宁,王永,余明裕. 控制理论与应用. 2017(09)
[2]四旋翼飞行器滑模高度控制技术研究[J]. 李立早,洪天成. 电子技术. 2015(10)
[3]基于一致性的小型四旋翼机群自主编队分布式运动规划[J]. 邢关生,杜春燕,宗群,陈海永,孙鹤旭. 控制与决策. 2014(11)
[4]智能无人机综述[J]. 张涛,芦维宁,李一鹏. 航空制造技术. 2013(12)
[5]欠驱动四旋翼无人飞行器的滑模控制[J]. 王璐,李光春,王兆龙,焦斌. 哈尔滨工程大学学报. 2012(10)
[6]四旋翼无人直升机飞行控制技术综述[J]. 甄红涛,齐晓慧,夏明旗,赵红瑞. 飞行力学. 2012(04)
[7]微小型四旋翼飞行器的研究现状与关键技术[J]. 聂博文,马宏绪,王剑,王建文. 电光与控制. 2007(06)
[8]分数阶系统的分数阶PID控制器设计[J]. 薛定宇,赵春娜. 控制理论与应用. 2007(05)
[9]火电单元机组协调系统的自抗扰控制方案研究[J]. 黄焕袍,武利强,韩京清,高峰,林永君. 中国电机工程学报. 2004(10)
[10]无人驾驶直升机的技术发展及其关键技术[J]. 彭延辉,徐国华. 飞行力学. 2004(01)
硕士论文
[1]四旋翼飞行器姿态控制系统的设计与实现[D]. 谭广超.大连理工大学 2013
[2]四旋翼飞行器飞行控制系统的设计与实现[D]. 周俊涛.大连理工大学 2012
[3]四旋翼飞行器设计与稳定控制研究[D]. 庞庆霈.中国科学技术大学 2011
[4]悬翼式微小飞行器姿态测量系统设计[D]. 杨淑洁.哈尔滨工业大学 2011
[5]一种四旋翼无人直升机飞行控制器的设计[D]. 黄溪流.南京理工大学 2010
[6]四旋翼飞行仿真器的建模及控制方法的研究[D]. 刘丽丽.中南大学 2009
[7]小型四旋翼飞行器飞行控制系统研究与设计[D]. 刘焕晔.上海交通大学 2009
[8]四旋翼无人直升机飞行控制技术研究[D]. 单海燕.南京航空航天大学 2008
[9]微小型四旋翼无人直升机建模及控制方法研究[D]. 聂博文.国防科学技术大学 2006
本文编号：3013295
【文章来源】：太原科技大学山西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
旋翼机1号Fig.1.1Breguet-RichetGyroplaneNo.1
图 1.2 Oemichen 四旋翼直升机Fig.1.2 Oemichen Quadrotor年，关于四旋翼飞行器的研究有了突破性的技术发展，一个名为“Conver翼直升机在纽约诞生[14]，如图 1.3 所示。
图 1.3Convertawings A 四旋翼直升机Fig.1.3 Convertawings Quadrotor Helicopter A翼飞行器发展的早期历史，在这一时期所设计的四旋翼飞行，而且可载人飞行。不过因为与传统飞行器相比，其在飞行速度、飞行承载能力等诸多方面相对薄弱。使得人们研究它
【参考文献】：
期刊论文
[1]四旋翼飞行器自适应动态面轨迹跟踪控制[J]. 王宁,王永,余明裕. 控制理论与应用. 2017(09)
[2]四旋翼飞行器滑模高度控制技术研究[J]. 李立早,洪天成. 电子技术. 2015(10)
[3]基于一致性的小型四旋翼机群自主编队分布式运动规划[J]. 邢关生,杜春燕,宗群,陈海永,孙鹤旭. 控制与决策. 2014(11)
[4]智能无人机综述[J]. 张涛,芦维宁,李一鹏. 航空制造技术. 2013(12)
[5]欠驱动四旋翼无人飞行器的滑模控制[J]. 王璐,李光春,王兆龙,焦斌. 哈尔滨工程大学学报. 2012(10)
[6]四旋翼无人直升机飞行控制技术综述[J]. 甄红涛,齐晓慧,夏明旗,赵红瑞. 飞行力学. 2012(04)
[7]微小型四旋翼飞行器的研究现状与关键技术[J]. 聂博文,马宏绪,王剑,王建文. 电光与控制. 2007(06)
[8]分数阶系统的分数阶PID控制器设计[J]. 薛定宇,赵春娜. 控制理论与应用. 2007(05)
[9]火电单元机组协调系统的自抗扰控制方案研究[J]. 黄焕袍,武利强,韩京清,高峰,林永君. 中国电机工程学报. 2004(10)
[10]无人驾驶直升机的技术发展及其关键技术[J]. 彭延辉,徐国华. 飞行力学. 2004(01)
硕士论文
[1]四旋翼飞行器姿态控制系统的设计与实现[D]. 谭广超.大连理工大学 2013
[2]四旋翼飞行器飞行控制系统的设计与实现[D]. 周俊涛.大连理工大学 2012
[3]四旋翼飞行器设计与稳定控制研究[D]. 庞庆霈.中国科学技术大学 2011
[4]悬翼式微小飞行器姿态测量系统设计[D]. 杨淑洁.哈尔滨工业大学 2011
[5]一种四旋翼无人直升机飞行控制器的设计[D]. 黄溪流.南京理工大学 2010
[6]四旋翼飞行仿真器的建模及控制方法的研究[D]. 刘丽丽.中南大学 2009
[7]小型四旋翼飞行器飞行控制系统研究与设计[D]. 刘焕晔.上海交通大学 2009
[8]四旋翼无人直升机飞行控制技术研究[D]. 单海燕.南京航空航天大学 2008
[9]微小型四旋翼无人直升机建模及控制方法研究[D]. 聂博文.国防科学技术大学 2006
本文编号：3013295
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