2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,隨著微型旋翼無人機在日常生活中的廣泛運用,人們對其飛行作業(yè)時的自主性與安全性提出了更高的要求。然而,微型旋翼無人機目前正處于可變權(quán)限自主控制階段,離真正意義上的自主控制還有一定的差距,其中自動航跡規(guī)劃與自主跟蹤控制是實現(xiàn)無人機自主化的兩個關(guān)鍵技術(shù)。
  本文詳細闡述了基于微型四旋翼飛行器平臺的航跡規(guī)劃與航跡跟蹤控制系統(tǒng)設計實現(xiàn)的全過程:從實際任務需求分析入手,提出系統(tǒng)設計的目標,接著對航跡規(guī)劃與航跡跟蹤控制算法進行了詳細地

2、分析并完成了航跡規(guī)劃與跟蹤控制器設計;然后搭建了微型四旋翼飛行器自主飛行控制實驗平臺,并在該平臺上開發(fā)完成了航跡規(guī)劃軟件、自主航點跟蹤飛行控制軟件以及飛行器與地面航跡規(guī)劃系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信鏈路設計與實現(xiàn);最后通過自主避障飛行實驗對本文中所設計的航跡規(guī)劃與航跡跟蹤系統(tǒng)進行實驗驗證。主要包含以下幾個方面的工作:
 ?。?)根據(jù)微型旋翼無人機實際飛行環(huán)境,機動性能及任務需求,提出動態(tài)航跡規(guī)劃的設計要求,把實際環(huán)境中的障礙物抽象成多面體和線形

3、兩種障礙模型約束,地形回避采用不規(guī)則三角網(wǎng)格模型約束以及用圓的外接正方形對飛行器間避撞進行約束。通過引入決策變量把上述約束統(tǒng)一到混合整數(shù)線性規(guī)劃的框架下,采用滾動時域策略求解以燃油最省、距離最短為目標函數(shù)的多目標優(yōu)化問題,實現(xiàn)動態(tài)航跡規(guī)劃。然后將該優(yōu)化問題描述為AMPL標準數(shù)學模型語言,運用數(shù)學求解軟件CPLEX求解,并基于GoogleEarth進行規(guī)劃任務獲取。
 ?。?)從四旋翼飛行器的基本結(jié)構(gòu)和原理分析入手,通過引入期望的俯

4、仰和滾轉(zhuǎn)角兩個虛擬控制量,將欠驅(qū)動的航跡跟蹤控制系統(tǒng)變成全驅(qū)動的控制系統(tǒng),并采用內(nèi)環(huán)姿態(tài)、外環(huán)位置的控制結(jié)構(gòu)進行航跡跟蹤控制器設計。根據(jù)實際飛行情況,對四旋翼飛行器數(shù)學模型進行合理簡化,將姿態(tài)動力學模型解耦成線性化小擾動模型,并基于此模型設計了姿態(tài)PD控制器,將位置動力學模型控制量進行等價變換,實現(xiàn)控制量的解耦,基于有界控制理論設計了位置控制器。
  (3)為了對所設計的航跡規(guī)劃與航跡跟蹤控制系統(tǒng)可行性進行實驗驗證,搭建了基于微型

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