四旋翼无人机编队控制系统设计及实现

发布时间：2021-09-09 13:23

　　进入二十一世纪以来,无人机技术快速发展,四旋翼无人机作为近几年日趋成熟的新兴科技产品,已经成为各大高校、科研机构以及商业公司的重点研究对象,被广泛用于民用、工业和军事等各个领域。在某些情况下,由于自身飞行能力和载荷的限制,单架四旋翼无人机难以满足应用需求,常需要多架协作共同完成任务目标,由此出现了四旋翼无人机集群控制和编队飞行的相关研究。该研究大大提升了四旋翼无人机执行任务的复杂性和时效性,在搜索救援、环境探测和大范围监控等诸多领域有非常重要的现实意义。论文围绕四旋翼无人机编队控制系统的平台设计与实现展开,首先介绍了四旋翼无人机的基本组成、原理和控制方法,对比不同的编队体系结构,并着重描述了几种分布式编队控制方法。在此基础上,分别构建了四旋翼无人机的单机模型与基于图论法的编队模型,设计了基于扩展卡尔曼滤波器的位置估计方法,并结合领航者与跟随者思想设计了论文所用的分布式编队控制策略,使四旋翼无人机集群可以根据局部位置信息由领航者带领,按照任意编队队形整体飞行。其次,针对编队任务需求选择了GPS室外定位模块、树莓派3B+板载计算机与相关组件完成了四旋翼无人机的搭建,并结合PC端与路由器搭建... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

80mm碳纤维机架

左:FutabaT8J遥控器;右:R2008SB接收机

领航者偏航角变化曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图论法的四旋翼三角形结构编队控制[J]. 赖云晖,李瑞,史莹晶,贺亮.  控制理论与应用. 2018(10)
[2]基于时变向量场的多无人机编队集结控制方法[J]. 蒋婉玥,王道波,王寅,杨军.  控制理论与应用. 2018(09)
[3]基于SO（3）的多四旋翼无人机编队协同控制[J]. 马鸣宇,董朝阳,马思迁,王青.  控制理论与应用. 2018(09)
[4]基于体感控制器的无人机飞行控制[J]. 张伟锋,刘进海,叶宾.  电子技术. 2017(08)
[5]基于改进人工势场的无人机编队防碰撞控制方法[J]. 朱旭,闫茂德,张昌利,林海,屈耀红.  哈尔滨工程大学学报. 2017(06)
[6]四旋翼飞行器中PID控制的优化[J]. 李航,王耀力.  电子技术应用. 2017(02)
[7]解码中国自主研制“翼龙”无人机[J]. 呼涛.  科技中国. 2017(02)
[8]Crowd intelligence in AI 2.0 era[J]. Wei LI,Wen-jun WU,Huai-min WANG,Xue-qi CHENG,Hua-jun CHEN,Zhi-hua ZHOU,Rong DING.  Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2017(01)
[9]智能无人自主系统发展趋势（英文）[J]. Tao ZHANG,Qing LI,Chang-shui ZHANG,Hua-wei LIANG,Ping LI,Tian-miao WANG,Shuo LI,Yun-long ZHU,Cheng WU.  Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2017(01)
[10]多无人机协同编队飞行控制研究现状及发展[J]. 宗群,王丹丹,邵士凯,张博渊,韩宇.  哈尔滨工业大学学报. 2017(03)

硕士论文
[1]四轴飞行器多机协作控制系统研究[D]. 程祥.电子科技大学 2017
[2]四旋翼的协调编队飞行控制[D]. 阴枭雄.哈尔滨工业大学 2016
[3]多无人机编队控制技术研究[D]. 欧超杰.南京航空航天大学 2015



本文编号：3392172