四旋翼无人机限定时间控制及应用研究
发布时间：2021-06-16 21:58
无人机（UAV）因其广泛的应用而引起了研究者的密切关注,四旋翼无人机也被称为四旋翼飞行器,它是最简单和最受欢迎的多旋翼无人机,被应用于航空摄影、地质勘探、管道检测、环境评价等多个领域。对四旋翼无人机控制的研究具有十分重要的实际意义。本文首先介绍了滑模控制的相关基础知识、定理以及基本原理,根据四旋翼无人机系统的组成结构建立系统动力学模型,并进一步对闭环控制系统进行分析。针对具有非线性特性和存在外部干扰的无人机,本文提出了一种限定时间非奇异终端滑模控制方法。通过限定时间终端滑模面的构造,位置子系统和姿态子系统的控制器的设计和控制参数的设置,保证了对四旋翼无人机滑模控制的限定时间稳定性,且稳定时间与初始系统状态无关。基于终端滑模控制方法设计了新的滑模面,在控制器设计中引入了基于切换饱和函数的非奇异终端滑模控制方法以避免奇异性,并给出了非奇异终端滑模控制系统全局稳定性的证明。通过Matlab软件仿真实验结果证明该滑模控制方法的有效性。在理论推导和仿真实验的基础上,将限定时间非奇异终端滑模控制应用到实际的四旋翼无人机实验中,实现对下落气球的识别和追踪实验,对图像采集、通信准确率和识别准确率和都进...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机表演及实物图
图 1.2 早期研发的无人机实物图在美国俄亥俄州西南部代顿城市的美国空军部，George De Bothezat 直升飞机，然而一百多次的试飞实验并没有很好地飞行效果。计了多旋翼飞行器，然而试飞失败，经过不断的改进和优化，三年造了当时直升机领域的世界纪录。这架直升机第一次实现飞行一千米 14 分钟。Convertawing 于 1956 年设计出一架双发动机四旋翼直升有余。来，随着控制理论、微传感器技术和嵌入式处理器研究的逐渐成熟，究人员强烈的兴趣[6-7]。研究集中在小型或微型四旋翼无人机结构设能源等方面。四旋翼无人机逐步向高效、简便、微型、智能化方向进研究广泛拓展到民用化、军事化等应用。九十年代早期，美国工程师 Mike Dammar 研制出一架四旋翼无人机固定在机身为无人机供电，产品后更名为 Draganflyer。Draganflyer
图 1.3 md4-200 四旋翼无人机 图 1.4 Draganflyer 四轴无人机图 1.5AR.Drone 四旋翼 图 1.6 大疆 Phantom 无人机无人机在国内很多场合也得到广泛了应用。顺丰速运于 2013 年，在广东东莞市了进机送货的内部测试。2014 年，亚马逊公司推出了无人机 Prime Air 送货服务。2015 年成为第一家在国内推出无人机快递业务的物流公司，采用一整套的飞行调度系统组成模式，涉及无人机全天候待命、地面收发站点、远程调度系统和民航监管部门等模块
【参考文献】：
期刊论文
[1]欠驱动水下无人航行器航迹跟踪滑模控制系统设计[J]. 张艺,余红英,刘琛. 实验室研究与探索. 2018(08)
[2]解密多旋翼无人机的发展历程[J]. 姜连涛. 第二课堂（A）. 2018(06)
[3]固定翼无人机地面车辆目标自动检测[J]. 李大伟,李明涛,郑建华,杨成伟. 电子设计工程. 2018(08)
[4]Sliding Mode Control for Flexible-link Manipulators Based on Adaptive Neural Networks[J]. Hong-Jun Yang,Min Tan. International Journal of Automation and Computing. 2018(02)
[5]基于OpenMV的3D定位识别系统[J]. 梅妍玭,傅荣. 新技术新工艺. 2018(02)
[6]基于openMV的小车定位系统研究[J]. 梅妍玭,傅荣. 扬州职业大学学报. 2017(04)
[7]基于视觉的室内四旋翼无人机目标追踪系统设计[J]. 龚子然,代勇,王响,王玉花. 仪器仪表用户. 2018(01)
[8]基于Lab和YUV颜色空间的污油图像分割研究[J]. 邢致恺,贾鹤鸣,邢国军,张森,朱柏卓,朱传旭. 中国新技术新产品. 2017(23)
[9]Finite-time Sliding Mode Control Design for a Class of Uncertain Conic Nonlinear Systems[J]. Shuping He,Jun Song. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(04)
[10]机器视觉在无人机智能避障的应用[J]. 朱凯凯,初阳,华维超. 通讯世界. 2016(21)
硕士论文
[1]隧道裂缝图像采集与检测技术研究[D]. 高泰.北京交通大学 2018
[2]四轴无人机多约束条件下的跟踪控制和轨迹规划方法研究[D]. 林鹏宏.哈尔滨工业大学 2016
[3]四旋翼飞行器的滑模控制算法研究[D]. 白敬洁.哈尔滨理工大学 2015
[4]基于滑模变结构方法的混沌同步研究[D]. 吕艳文.辽宁师范大学 2012
[5]基于滑模观测器的故障诊断技术及其在飞控系统中的应用研究[D]. 刘京津.南京航空航天大学 2008
本文编号：3233864
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机表演及实物图
图 1.2 早期研发的无人机实物图在美国俄亥俄州西南部代顿城市的美国空军部，George De Bothezat 直升飞机，然而一百多次的试飞实验并没有很好地飞行效果。计了多旋翼飞行器，然而试飞失败，经过不断的改进和优化，三年造了当时直升机领域的世界纪录。这架直升机第一次实现飞行一千米 14 分钟。Convertawing 于 1956 年设计出一架双发动机四旋翼直升有余。来，随着控制理论、微传感器技术和嵌入式处理器研究的逐渐成熟，究人员强烈的兴趣[6-7]。研究集中在小型或微型四旋翼无人机结构设能源等方面。四旋翼无人机逐步向高效、简便、微型、智能化方向进研究广泛拓展到民用化、军事化等应用。九十年代早期，美国工程师 Mike Dammar 研制出一架四旋翼无人机固定在机身为无人机供电，产品后更名为 Draganflyer。Draganflyer
图 1.3 md4-200 四旋翼无人机 图 1.4 Draganflyer 四轴无人机图 1.5AR.Drone 四旋翼 图 1.6 大疆 Phantom 无人机无人机在国内很多场合也得到广泛了应用。顺丰速运于 2013 年，在广东东莞市了进机送货的内部测试。2014 年，亚马逊公司推出了无人机 Prime Air 送货服务。2015 年成为第一家在国内推出无人机快递业务的物流公司，采用一整套的飞行调度系统组成模式，涉及无人机全天候待命、地面收发站点、远程调度系统和民航监管部门等模块
【参考文献】：
期刊论文
[1]欠驱动水下无人航行器航迹跟踪滑模控制系统设计[J]. 张艺,余红英,刘琛. 实验室研究与探索. 2018(08)
[2]解密多旋翼无人机的发展历程[J]. 姜连涛. 第二课堂（A）. 2018(06)
[3]固定翼无人机地面车辆目标自动检测[J]. 李大伟,李明涛,郑建华,杨成伟. 电子设计工程. 2018(08)
[4]Sliding Mode Control for Flexible-link Manipulators Based on Adaptive Neural Networks[J]. Hong-Jun Yang,Min Tan. International Journal of Automation and Computing. 2018(02)
[5]基于OpenMV的3D定位识别系统[J]. 梅妍玭,傅荣. 新技术新工艺. 2018(02)
[6]基于openMV的小车定位系统研究[J]. 梅妍玭,傅荣. 扬州职业大学学报. 2017(04)
[7]基于视觉的室内四旋翼无人机目标追踪系统设计[J]. 龚子然,代勇,王响,王玉花. 仪器仪表用户. 2018(01)
[8]基于Lab和YUV颜色空间的污油图像分割研究[J]. 邢致恺,贾鹤鸣,邢国军,张森,朱柏卓,朱传旭. 中国新技术新产品. 2017(23)
[9]Finite-time Sliding Mode Control Design for a Class of Uncertain Conic Nonlinear Systems[J]. Shuping He,Jun Song. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(04)
[10]机器视觉在无人机智能避障的应用[J]. 朱凯凯,初阳,华维超. 通讯世界. 2016(21)
硕士论文
[1]隧道裂缝图像采集与检测技术研究[D]. 高泰.北京交通大学 2018
[2]四轴无人机多约束条件下的跟踪控制和轨迹规划方法研究[D]. 林鹏宏.哈尔滨工业大学 2016
[3]四旋翼飞行器的滑模控制算法研究[D]. 白敬洁.哈尔滨理工大学 2015
[4]基于滑模变结构方法的混沌同步研究[D]. 吕艳文.辽宁师范大学 2012
[5]基于滑模观测器的故障诊断技术及其在飞控系统中的应用研究[D]. 刘京津.南京航空航天大学 2008
本文编号：3233864
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3233864.html
