四旋翼无人飞行器的智能控制及航迹跟踪
发布时间：2021-09-25 15:52
四旋翼飞行器是由旋翼、桨叶、飞行控制器和导航系统组成,能够在三维空中实现垂直起降、悬停、横滚、俯仰等空中运动,其主要的特点有结构单一、制造成本低、容易实现,具有巨大的应用市场。在军事领域中,可以迅速投入实际战场完成侦察和监视任务,其优异的机动性和隐蔽性可以执行普通士兵无法完成的任务,或者直接攻击敌方的重要目标。在民用领域中,可以将其迅速投入到森林防火、搜索救援、旅游航拍和电力巡检等任务。本文采用PID控制算法设计四旋翼飞行器,并在此基础上通过神经网络算法自动整定PID控制算法的相关参数,采用扩展卡尔曼滤波算法设计四旋翼飞行器的导航系统,并通过MATLAB仿真平台得出此方法具有很高的自适应性和稳定性。本文主要包括以下内容:（1）对四旋翼飞行器监控的要求,将4G模块、RUDP协议、AES加密算法融入飞行控制器系统,可以将实时飞行记录的相关数据,安全稳定地通过4G模块发出,由地面站接收并保存。（2）PID控制算法广泛应用于控制器的设计,其参数的调节需要根据操作员自身的经验做出适当的决策,但对环境的敏感度较低。本文采用神经网络算法的相关原理,将BP神经网络与PID控制器相结合,自动调节相关的时...
【文章来源】：成都信息工程大学四川省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
宾夕法尼亚大学开发的四旋翼飞行器麻省理工学院中RobustRoboticsGroup实验室设计出一种新型的自主式微
-3 Robust Robotics Group 实验室设计的微型四旋翼飞外，欧洲知名的大学和著名的公司也对四旋翼得了可观的成果。法国诺特（Parrot）公司采开发出了一款名为 AR.Drone Quadricopter 的四过机身周围的惯性测量单元来计算飞行器的动电机的陀螺效应等进行分析，得到空间状于轧辊、俯仰、偏航角和高度的闭环 PID 控制飞行器的系统，消费者可以使用 iPad、iPho其进行远程操作和控制。除此之外，该公司采技术、声呐和空气动力学模型，还开发了商制系统，可以进行室内导航和跟踪。
图 1-3 Robust Robotics Group 实验室设计的微型四旋翼飞行器国高校外，欧洲知名的大学和著名的公司也对四旋翼飞行器进索，取得了可观的成果。法国诺特（Parrot）公司采用旋翼型设计，开发出了一款名为 AR.Drone Quadricopter 的四旋翼飞 所示，通过机身周围的惯性测量单元来计算飞行器的运动姿态旋桨和转动电机的陀螺效应等进行分析，得到空间状态的运动分别用于轧辊、俯仰、偏航角和高度的闭环 PID 控制律。该远程控制飞行器的系统，消费者可以使用 iPad、iPhone 和 iPo一样对其进行远程操作和控制。除此之外，该公司采用低成本算机视觉技术、声呐和空气动力学模型，还开发了商业化的微术和控制系统，可以进行室内导航和跟踪。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大疆无人机突破式创新的启示[J]. 周英芬,徐明. 中国战略新兴产业. 2017(40)
[2]基于4G模块的高精度倾角测量系统设计[J]. 王涛,刘军,曾国强,卿松,胡天宇,郭生良. 仪表技术与传感器. 2017(08)
[3]大疆无人机占领国际市场的成功经验与启示[J]. 马翊华,郭立甫. 对外经贸实务. 2016(01)
[4]捷联惯性导航系统传感器标定算法在四轴飞行器上的应用[J]. 林嘉森,郭阳阳. 信息技术与信息化. 2015(06)
[5]大疆:无人机从中国起飞[J]. 王言. 机器人产业. 2015(01)
[6]基于BP人工神经网络的雾霾天气预测研究[J]. 艾洪福,石莹. 计算机仿真. 2015(01)
[7]DSP的MAVLink微型无人机通信协议移植与应用[J]. 吕强,倪佩佩,王国胜,刘峰. 单片机与嵌入式系统应用. 2014(11)
[8]基于改进粒子群算法的模糊神经网络PID控制器设计[J]. 王彦,邓勇,王超. 控制工程. 2012(05)
[9]人工神经网络的发展及应用[J]. 毛健,赵红东,姚婧婧. 电子设计工程. 2011(24)
[10]具有遗传算法优化BP神经网络调节的HVDC PID控制器设计[J]. 王纪亮,焦晓红. 化工自动化及仪表. 2010(04)
博士论文
[1]船舶电力推进系统的建模与仿真[D]. 高海波.武汉理工大学 2008
硕士论文
[1]基于MAVLink协议的无人机系统设计[D]. 赖七生保.杭州电子科技大学 2017
[2]基于MEMS的四旋翼飞行器通信与导航技术研究[D]. 王清鹏.沈阳理工大学 2016
[3]多旋翼飞控芯片中MAVLink协议电路的设计与测试[D]. 骆贞平.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于LabVIEW的小型无人机地面站系统研究与设计[D]. 张浩然.长春理工大学 2014
[5]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
[6]四旋翼垂直起降机控制问题的研究[D]. 万德旺.哈尔滨工业大学 2008
[7]传输协议RUDP的分析研究及改进[D]. 陈炯.电子科技大学 2008
[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]四旋翼碟形飞行器控制系统设计及控制方法研究[D]. 王俊生.国防科学技术大学 2007
[10]小型无人旋翼飞行平台的研制及关键技术研究[D]. 郭庆.西北工业大学 2007
本文编号：3410017
【文章来源】：成都信息工程大学四川省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
宾夕法尼亚大学开发的四旋翼飞行器麻省理工学院中RobustRoboticsGroup实验室设计出一种新型的自主式微
-3 Robust Robotics Group 实验室设计的微型四旋翼飞外，欧洲知名的大学和著名的公司也对四旋翼得了可观的成果。法国诺特（Parrot）公司采开发出了一款名为 AR.Drone Quadricopter 的四过机身周围的惯性测量单元来计算飞行器的动电机的陀螺效应等进行分析，得到空间状于轧辊、俯仰、偏航角和高度的闭环 PID 控制飞行器的系统，消费者可以使用 iPad、iPho其进行远程操作和控制。除此之外，该公司采技术、声呐和空气动力学模型，还开发了商制系统，可以进行室内导航和跟踪。
图 1-3 Robust Robotics Group 实验室设计的微型四旋翼飞行器国高校外，欧洲知名的大学和著名的公司也对四旋翼飞行器进索，取得了可观的成果。法国诺特（Parrot）公司采用旋翼型设计，开发出了一款名为 AR.Drone Quadricopter 的四旋翼飞 所示，通过机身周围的惯性测量单元来计算飞行器的运动姿态旋桨和转动电机的陀螺效应等进行分析，得到空间状态的运动分别用于轧辊、俯仰、偏航角和高度的闭环 PID 控制律。该远程控制飞行器的系统，消费者可以使用 iPad、iPhone 和 iPo一样对其进行远程操作和控制。除此之外，该公司采用低成本算机视觉技术、声呐和空气动力学模型，还开发了商业化的微术和控制系统，可以进行室内导航和跟踪。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大疆无人机突破式创新的启示[J]. 周英芬,徐明. 中国战略新兴产业. 2017(40)
[2]基于4G模块的高精度倾角测量系统设计[J]. 王涛,刘军,曾国强,卿松,胡天宇,郭生良. 仪表技术与传感器. 2017(08)
[3]大疆无人机占领国际市场的成功经验与启示[J]. 马翊华,郭立甫. 对外经贸实务. 2016(01)
[4]捷联惯性导航系统传感器标定算法在四轴飞行器上的应用[J]. 林嘉森,郭阳阳. 信息技术与信息化. 2015(06)
[5]大疆:无人机从中国起飞[J]. 王言. 机器人产业. 2015(01)
[6]基于BP人工神经网络的雾霾天气预测研究[J]. 艾洪福,石莹. 计算机仿真. 2015(01)
[7]DSP的MAVLink微型无人机通信协议移植与应用[J]. 吕强,倪佩佩,王国胜,刘峰. 单片机与嵌入式系统应用. 2014(11)
[8]基于改进粒子群算法的模糊神经网络PID控制器设计[J]. 王彦,邓勇,王超. 控制工程. 2012(05)
[9]人工神经网络的发展及应用[J]. 毛健,赵红东,姚婧婧. 电子设计工程. 2011(24)
[10]具有遗传算法优化BP神经网络调节的HVDC PID控制器设计[J]. 王纪亮,焦晓红. 化工自动化及仪表. 2010(04)
博士论文
[1]船舶电力推进系统的建模与仿真[D]. 高海波.武汉理工大学 2008
硕士论文
[1]基于MAVLink协议的无人机系统设计[D]. 赖七生保.杭州电子科技大学 2017
[2]基于MEMS的四旋翼飞行器通信与导航技术研究[D]. 王清鹏.沈阳理工大学 2016
[3]多旋翼飞控芯片中MAVLink协议电路的设计与测试[D]. 骆贞平.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于LabVIEW的小型无人机地面站系统研究与设计[D]. 张浩然.长春理工大学 2014
[5]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
[6]四旋翼垂直起降机控制问题的研究[D]. 万德旺.哈尔滨工业大学 2008
[7]传输协议RUDP的分析研究及改进[D]. 陈炯.电子科技大学 2008
[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]四旋翼碟形飞行器控制系统设计及控制方法研究[D]. 王俊生.国防科学技术大学 2007
[10]小型无人旋翼飞行平台的研制及关键技术研究[D]. 郭庆.西北工业大学 2007
本文编号：3410017
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