四旋翼無(wú)人飛行器動(dòng)力學(xué)建模及控制技術(shù)的研究.pdf

1、四旋翼無(wú)人飛行器是一種外型新穎、性能卓越的旋翼飛行器，具有巨大的軍事和民用價(jià)值，引起了眾多國(guó)內(nèi)外科研人員的廣泛關(guān)注。而四旋翼無(wú)人飛行器本身非線性、強(qiáng)耦合性以及對(duì)外界干擾敏感的特點(diǎn)，使得飛行器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有很大難度。本文圍繞四旋翼無(wú)人飛行器的動(dòng)力學(xué)建模、控制方案設(shè)計(jì)和軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面開(kāi)展了一系列研究工作。
　　首先，在分析飛行器的構(gòu)型以及飛行原理的基礎(chǔ)上，對(duì)旋翼以及整個(gè)機(jī)體的空氣動(dòng)力和動(dòng)力矩進(jìn)行具體分析，詳細(xì)推導(dǎo)并建立出較為

2、完整的飛行器六自由度非線性數(shù)學(xué)模型，論證了飛行器運(yùn)動(dòng)的非線性、強(qiáng)耦合性特點(diǎn)。同時(shí)針對(duì)飛行器的小角度運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)模型，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試和建立三維模型的方法得到模型中的未知參數(shù)，為下一步控制方案設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
　　然后，基于建立的動(dòng)力學(xué)模型和經(jīng)典PID控制算法，設(shè)計(jì)飛行器的控制方案。由于飛行器模型中線運(yùn)動(dòng)受到角運(yùn)動(dòng)的影響，分別設(shè)計(jì)位置控制回路和姿態(tài)控制回路，有效解決了運(yùn)動(dòng)耦合問(wèn)題。
　　最后，在飛行控制方案的基礎(chǔ)上，采用模塊化設(shè)