分享到:

四旋翼无人机虚拟控制系统的设计

针对四旋翼无人机控制系统的研究,设计采用LabVIEW软件,搭建控制系统的数据采集面板和查询回放面板。控制系统实时采集四旋翼无人机  (本文共5页) 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

双发变距四旋翼无人机飞行控制系统设计技术研究

双发变总距四旋翼无人机是针对大载荷、长航时设计的一款无人飞行器。可以应用于很多行业,有广阔的实用前景。本文针对双发变总距四旋翼无人机进行了操纵与飞行控制系统相关研究与设计。首先,针对两台发动机转速同步控制问题,从活塞发动机的工作原理出发对其延迟问题进行分解与分析,建立了变延迟的发动机转速控制系统。通过发动机试验验证了转速控制模块响应速度快和误差小的优点。其次,从动力学与运动学两个方面分析无人机特性,建立了其动力学模型,并通过引入控制变量和忽略阻力系数对模型进行了简化。以无人机的运动方程为基础,运用LPV法将无人机非线性化的系统转化为线性系统,并设计了PID控制器,调整参数的仿真结果验证了控制系统的有效性。运用反步法对非线性的系统动力学模型设计了控制器,并在Simulink中进行了定点悬停的仿真实验。然后,将旋翼桨叶分解为微段,通过分析微段所受的铰链力矩,进行了旋翼铰链力矩的计算,并以此为依据选取了旋翼变总距作动器。进行了无人机飞...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

长春理工大学
长春理工大学

四旋翼无人机轨迹跟踪控制系统设计

四旋翼无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是一种能够垂直起降的多旋翼式无人机,它具备外形小巧、性能卓越的优势,具有极大的军用与民用价值。然而四旋翼无人机具有强耦合、欠驱动、非线性的特性,传统的控制方法不足以满足它的动态性能指标。自适应控制器通过不断地更新自己的特性来适应对象和扰动特性的变化。自抗扰技术不依赖于模型,可以有效解决各种内外不确定性,具有很强的鲁棒性。所以本文将自适应和自抗扰控制技术应用于四旋翼无人机轨迹跟踪控制系统中,以提高系统的鲁棒性和抗干扰性。研究的主要内容包括以下几个方面:首先,分析了四旋翼无人机的机体结构与运动机理,然后将四旋翼无人机简化为具有空间六自由度的刚体,并运用相关动力学知识建立四旋翼无人机的动力学模型。采用内外环的结构设计四旋翼无人机轨迹跟踪控制系统,外环主要实现对四旋翼无人机的位置、加速度、速度的控制,内环主要实现对四旋翼无人机姿态角度的控制。然后,分析了自适应和自抗扰...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

基于反步法的四旋翼无人机系统鲁棒飞行控制设计

鲁棒飞行控制作为四旋翼无人机系统控制研究的重要方向之一。本文选题来源于国家自然科学基金项目,针对飞行作业机器人飞行控制的部分展开深入学习及研究。姿态控制作为四旋翼无人机的飞行控制研究中至关重要的一环,对此展开了深入的控制算法研究,而针对四旋翼无人机整个系统的飞行控制的研究并不常见。本文是从整个系统出发,利用建立的模型仿真系统平台,对四旋翼无人机的飞行控制进行算法设计。本文的研究成果有如下几点:(1)讨论了四旋翼无人机的研究课题背景及研究意义,通过学习,总结出四旋翼无人机目前和今后发展的方向和技术重点,尤其是指出需要解决的机体复杂的非线性、强耦合等内部控制影响因素和未知的外界干扰等不确定性影响因素的影响,提出鲁棒控制的思想,并较为详细介绍对其在四旋翼无人机控制方面的国内外研究现状。(2)通过学习和分析,尝试理解无人机的运动原理,从而确立了相对准确的四旋翼无人机的控制模型,并通过小扰动原理进行模型简化,得出了最终的控制模型。同时,以...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
电子科技大学

电力巡检四旋翼无人机自主控制系统设计

电力巡检对国家电力系统的安全运行至关重要,但传统人工电力巡检不能达到巡检安全性和效率性的要求,所以电力巡检亟需更好的方法。相比人工电力巡检,无人机巡检方式能很好地满足这些要求,其中因为多旋翼无人机的原地起飞降落和空中定点悬停特性而得到最广泛的应用。本文的目的是针对电力巡检中的四旋翼无人机研制出一套自主飞行控制系统,包括底层控制算法的研究和上层自主飞行策略的研究,提高无人机在电力巡检中的自主性和效率。为了对研究背景有全面的了解,首先介绍了电力巡检的意义以及遇到的问题,提出无人机是解决这些问题的有效途径,并阐述了三类无人机的区别与各自的优缺点。为了能对本文研究的自主飞控系统进行实验验证,分动力系统、机载飞控系统和地面遥控系统三个部分为四旋翼无人机设计了硬件平台,并详细解释了航姿参考系统和电机电调的基本工作原理。基于四旋翼的惯性坐标系和机体坐标系以及它们之间的关系矩阵,分别以拉格朗日力学方法和牛顿力学方法为四旋翼建立了数学模型。在拉格...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

四旋翼无人机自抗扰控制系统设计

飞行控制技术是四旋翼无人机的核心技术,其设计水平的高低直接决定了四旋翼无人机操控性能的优劣。本文针对四旋翼无人机飞行控制系统展开研究,旨在设计一种控制性能优越的飞行控制系统。首先基于牛顿-欧拉方法推导了四旋翼无人机动力学模型,该模型除具有复杂的非线性特征外,还具有欠驱动、强耦合、易受外部扰动干扰等动力学特性。上述动力学特性增加了四旋翼无人机飞行控制系统设计的难度。在忽略各通道间耦合作用的情况下,采用PID控制设计了飞行控制系统,实现了四旋翼无人机的稳定飞行控制。仿真结果表明,尽管PID控制基本能够实现四旋翼无人机的稳定控制,但在考虑各通道耦合及外界干扰的情况下,控制性能显著降低,无法实现高效、高精度控制。为解决姿态各通道间的耦合和控制器抗干扰能力差的问题,利用线性自抗扰控制理论设计了姿态解耦控制器和高度控制器。对姿态动力学方程进行分析处理,把姿态耦合形式划分为“静态耦合”和“动态耦合”。对于“静态耦合”,通过引入虚拟控制量消除耦...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>