基于自适应神经网络的系留六旋翼飞行器控制系统的应用研究
发布时间：2021-07-01 20:49
近年来,随着MEMS惯性传感器大规模的兴起和航空技术飞速的发展,结构简单、机动性强的多旋翼飞行器逐渐被应用到各个领域。目前主流的多旋翼无人机大多使用锂电池作为动力,但锂电池的容量有限且充电时间较长,这些问题一直制约着多旋翼的续航和载重,因此研究人员越来越倾向于系留浮空器这种方式。虽然能够长时间留空工作,但存在体积较大,机动性能较差等缺点,不能按照规划的路径飞行。因此本文结合多旋翼和系留浮空器的特点,开发出性能稳定、功能完善的系留六旋翼飞行控制系统,与普通六旋翼相比,系留六旋翼通过系留电缆供电,能实现不间断的飞行。多旋翼飞行姿态在空中受线缆影响较大,线缆在跟随机体运动过程中,处于牵引飞行器状态。线缆自身运动惯性会干扰多旋翼飞行器的稳定飞行,对系留多旋翼的姿态解算和控制算法要求更高,本文设计了神经网络自适应控制算法,并对该算法做出仿真分析。主要研究内容包括:1.设计硬件系统平台。分析国内外经典的开源飞控系统,结合系留六旋翼的应用需求,进行硬件系统方案的设计。按照功能模块的具体要求,对各个模块进行设计和调试,完成硬件系统平台的设计。2.设计系留六旋翼控制系统。在传统PID控制中融入RBF神经...
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“飞行章鱼”飞行器随着航空技术日新月异的发展，对多旋翼飞行器系统的研究也越来越深入，
图 1-2 协同编队飞行图 1-3 DranagerFlyer 系列飞行器系统可以简称为“飞控”，是无人机最为核心的部分，保障定飞行[14]，在提高飞行器飞行品质、安全飞行方面发挥如今飞行器逐渐向任务环境复杂、机动性增强方面发展要求也越来越高，高性能的飞控系统是无人飞行器高质量满足现代无人飞行器的各种要求，飞行控制系统在控制算比于早期有较大的改进。对于无人飞行器控制系统的研究起源较早，有较为成熟的
图 1-3 DranagerFlyer 系列飞行器飞行控制系统可以简称为“飞控”，是无人机最为核心的部分，保障飞行器在空中安全和稳定飞行[14]，在提高飞行器飞行品质、安全飞行方面发挥着至关重要的作用[15]。如今飞行器逐渐向任务环境复杂、机动性增强方面发展，对于飞行控制系统的要求也越来越高，高性能的飞控系统是无人飞行器高质量完成任务的前提，为了满足现代无人飞行器的各种要求，飞行控制系统在控制算法及硬件设计等方面相比于早期有较大的改进。在国外，对于无人飞行器控制系统的研究起源较早，有较为成熟的开源飞行控制系统，如 Pixhawk、MWC、APM、PX4、Openpilot 等，以下对较为知名的飞控系统进行简要介绍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Linux物联网平台控制系统的嵌入式系统构造实现[J]. 余磊,柏茜,颉婧,石锐. 农村经济与科技. 2017(24)
[2]神经网络与控制应用[J]. 朱亚男,樊亚玲. 科学技术创新. 2017(23)
[3]一种新型无人机配电控制器设计[J]. 王鑫,张西虎. 工业仪表与自动化装置. 2017(01)
[4]多旋翼无人飞行器必要建模因素[J]. 万佳,刘洪,王福新. 北京航空航天大学学报. 2017(06)
[5]MEMS陀螺随机误差特性研究及补偿[J]. 张玉莲,储海荣,张宏巍,张明月,陈阳,李银海. 中国光学. 2016(04)
[6]无人机自动驾驶系统稳定性控制优化仿真[J]. 冯茜,王磊. 计算机仿真. 2016(07)
[7]基于互补滤波算法的移动机器人姿态检测[J]. 符秀辉,赵茂鑫,周文俊. 测控技术. 2015(06)
[8]基于PID神经网络的四旋翼飞行器控制算法研究[J]. 胡锦添,舒怀林. 自动化与信息工程. 2015(01)
[9]系留缆绳的设计概述[J]. 周杰,李鹏,陶景升. 光纤与电缆及其应用技术. 2013(06)
[10]超小型机动式系留气球地面锚泊系统的设计[J]. 王军,费东年,程士军. 西安航空学院学报. 2013(03)
博士论文
[1]提高密度泛函理论计算Y-NO体系均裂能精度：神经网络和支持向量机方法[D]. 李鸿志.东北师范大学 2011
[2]非线性模型预测控制理论及应用研究[D]. 孙峻.西北工业大学 2002
硕士论文
[1]系留多旋翼飞行器控制系统的应用研究[D]. 丁磊.安徽工业大学 2018
[2]基于STM32的四轴飞行器控制系统的研究与设计[D]. 蔡朋成.安徽理工大学 2017
[3]有缆多旋翼飞行器控制系统优化设计研究[D]. 周蕾.南昌航空大学 2017
[4]多旋翼无人机模糊PID姿态控制研究[D]. 高硕.南昌航空大学 2017
[5]基于MEMS陀螺仪随机漂移误差补偿的研究[D]. 张娜.中北大学 2017
[6]四旋翼飞行器姿态角估计与控制[D]. 张丽娟.西安科技大学 2016
[7]基于Backstepping和H∞回路成形方法的微小型四旋翼飞行器控制器设计[D]. 丁锁辉.东南大学 2016
[8]小型四旋翼飞行器平台设计与控制方法研究[D]. 刘军雨.哈尔滨工业大学 2016
[9]基于iOS移动平台的无人机视频处理与远程控制技术的研究与实现[D]. 张帅.长安大学 2016
[10]基于S0PC的微型无人机飞行控制系统设计与实现[D]. 翁新武.长春工业大学 2015
本文编号：3259845
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“飞行章鱼”飞行器随着航空技术日新月异的发展，对多旋翼飞行器系统的研究也越来越深入，
图 1-2 协同编队飞行图 1-3 DranagerFlyer 系列飞行器系统可以简称为“飞控”，是无人机最为核心的部分，保障定飞行[14]，在提高飞行器飞行品质、安全飞行方面发挥如今飞行器逐渐向任务环境复杂、机动性增强方面发展要求也越来越高，高性能的飞控系统是无人飞行器高质量满足现代无人飞行器的各种要求，飞行控制系统在控制算比于早期有较大的改进。对于无人飞行器控制系统的研究起源较早，有较为成熟的
图 1-3 DranagerFlyer 系列飞行器飞行控制系统可以简称为“飞控”，是无人机最为核心的部分，保障飞行器在空中安全和稳定飞行[14]，在提高飞行器飞行品质、安全飞行方面发挥着至关重要的作用[15]。如今飞行器逐渐向任务环境复杂、机动性增强方面发展，对于飞行控制系统的要求也越来越高，高性能的飞控系统是无人飞行器高质量完成任务的前提，为了满足现代无人飞行器的各种要求，飞行控制系统在控制算法及硬件设计等方面相比于早期有较大的改进。在国外，对于无人飞行器控制系统的研究起源较早，有较为成熟的开源飞行控制系统，如 Pixhawk、MWC、APM、PX4、Openpilot 等，以下对较为知名的飞控系统进行简要介绍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Linux物联网平台控制系统的嵌入式系统构造实现[J]. 余磊,柏茜,颉婧,石锐. 农村经济与科技. 2017(24)
[2]神经网络与控制应用[J]. 朱亚男,樊亚玲. 科学技术创新. 2017(23)
[3]一种新型无人机配电控制器设计[J]. 王鑫,张西虎. 工业仪表与自动化装置. 2017(01)
[4]多旋翼无人飞行器必要建模因素[J]. 万佳,刘洪,王福新. 北京航空航天大学学报. 2017(06)
[5]MEMS陀螺随机误差特性研究及补偿[J]. 张玉莲,储海荣,张宏巍,张明月,陈阳,李银海. 中国光学. 2016(04)
[6]无人机自动驾驶系统稳定性控制优化仿真[J]. 冯茜,王磊. 计算机仿真. 2016(07)
[7]基于互补滤波算法的移动机器人姿态检测[J]. 符秀辉,赵茂鑫,周文俊. 测控技术. 2015(06)
[8]基于PID神经网络的四旋翼飞行器控制算法研究[J]. 胡锦添,舒怀林. 自动化与信息工程. 2015(01)
[9]系留缆绳的设计概述[J]. 周杰,李鹏,陶景升. 光纤与电缆及其应用技术. 2013(06)
[10]超小型机动式系留气球地面锚泊系统的设计[J]. 王军,费东年,程士军. 西安航空学院学报. 2013(03)
博士论文
[1]提高密度泛函理论计算Y-NO体系均裂能精度：神经网络和支持向量机方法[D]. 李鸿志.东北师范大学 2011
[2]非线性模型预测控制理论及应用研究[D]. 孙峻.西北工业大学 2002
硕士论文
[1]系留多旋翼飞行器控制系统的应用研究[D]. 丁磊.安徽工业大学 2018
[2]基于STM32的四轴飞行器控制系统的研究与设计[D]. 蔡朋成.安徽理工大学 2017
[3]有缆多旋翼飞行器控制系统优化设计研究[D]. 周蕾.南昌航空大学 2017
[4]多旋翼无人机模糊PID姿态控制研究[D]. 高硕.南昌航空大学 2017
[5]基于MEMS陀螺仪随机漂移误差补偿的研究[D]. 张娜.中北大学 2017
[6]四旋翼飞行器姿态角估计与控制[D]. 张丽娟.西安科技大学 2016
[7]基于Backstepping和H∞回路成形方法的微小型四旋翼飞行器控制器设计[D]. 丁锁辉.东南大学 2016
[8]小型四旋翼飞行器平台设计与控制方法研究[D]. 刘军雨.哈尔滨工业大学 2016
[9]基于iOS移动平台的无人机视频处理与远程控制技术的研究与实现[D]. 张帅.长安大学 2016
[10]基于S0PC的微型无人机飞行控制系统设计与实现[D]. 翁新武.长春工业大学 2015
本文编号：3259845
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