四旋翼无人机路径跟踪控制系统设计与实现

发布时间：2021-11-26 13:59

　　四旋翼无人机因其结构简单,控制灵活,支持垂直起飞、垂直下降,空中悬停以及可以实现低空稳定飞行的特性,在众多的领域得到了广泛的应用,成为国内外的研究热点。然而,四旋翼无人机是一个非常复杂的系统,具有非线性程度较高,耦合性较强,驱动性欠缺等特点,导致了其动力学模型的建立、飞行路径的跟踪控制都有较大难度。近年来,随着四旋翼无人机的相关理论的发展,四旋翼无人机的飞行原理和动力学模型被不断完善,针对四旋翼无人机的路径跟踪控制算法发展,但应用最广泛的还是PID算法。PID算法是经典控制中的一种典型算法,具有模型简单,容易调试,控制鲁棒性较好的优点。但是PID算法是一种线性方法,对四旋翼无人机等非线性系统的控制会导致性能的丢失。自抗扰控制（Auto/Active Distribute Rejection Controller,ADRC）算法是针对PID算法的缺陷改进得到的,不仅具有PID算法的所有优点,还具有较好的动态控制性能。ADRC算法中的核心部分是状态观测器,通过观测来自对系统外部的扰动并对系统的控制器进行补偿,具有较好的鲁棒性。在大疆M100四旋翼无人机上设计了基于ADRC的路径跟踪控制器并... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

四旋翼无人机结构图

转方向为逆时针方向。控的输入量是其四个旋翼的转速大小，但括前后，俯仰，左右，翻滚，偏航，垂直六可以实现多种方式的运动，但是其仍是典型式可以概括为以下四种(规定四旋翼无人机前进方向)，具体如下图 2.2-图 2.5 所示。停无人机的四个旋翼的转速相等，即不让无四个电机同时增大或减少相同的控制量来转产生的总升力大于无人机机身总重量时翼产生的总升力小于无人机机身总重量时，无其总重量的时，无人机将会在空中悬停，如

图 2- 3 前后和俯仰运动上，即保持电机 2 和电机 4 转速不变的前提下转速；电机 3 和电机 1 增加减少相同大小的不变，避免无人机产生其他方向的多余的分量生受力不均，会使无人机绕 y 轴旋转发生倾 x 轴正方向会产生一个水平牵引力，使得加电机 1 和减少电机 3 相同大小的转速，将人机将会做水平向后的运动，如图 2-3 所示。动

【参考文献】：
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本文编号：3520290