無(wú)人機(jī)非線性姿態(tài)控制研究.pdf

1、近年來(lái)隨著無(wú)人機(jī)在軍事、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等多個(gè)方面的廣泛應(yīng)用,無(wú)人機(jī)已經(jīng)成為了研究的熱門。無(wú)人機(jī)的控制作為無(wú)人機(jī)高效完成任務(wù)的基礎(chǔ)也提出了更高要求。無(wú)人機(jī)控制對(duì)象是多輸入多輸出非線性控制系統(tǒng),隨著對(duì)現(xiàn)代無(wú)人機(jī)性能要求的不斷提高,傳統(tǒng)的線性化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法已很難滿足實(shí)際要求。本文主要研究無(wú)人機(jī)的非線性控制方法。
　　首先建立了無(wú)人機(jī)六自由度數(shù)學(xué)模型,并仿真分析了系統(tǒng)在無(wú)控制下各狀態(tài)的變化情況,表明系統(tǒng)是極不穩(wěn)定的。然后研究了非線性動(dòng)態(tài)逆方

2、法,對(duì)無(wú)人機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了無(wú)人機(jī)內(nèi)外回路動(dòng)態(tài)逆姿態(tài)控制器,并對(duì)無(wú)人機(jī)姿態(tài)控制進(jìn)行仿真,分析了控制器的多變量解耦效果和魯棒性。表明系統(tǒng)在模型精確的條件下,可以實(shí)現(xiàn)精確的線性化控制,但是仍存在魯棒性不好的缺點(diǎn)。針對(duì)非線性動(dòng)態(tài)逆控制的不足之處,提出動(dòng)態(tài)逆結(jié)合分?jǐn)?shù)階PID控制方法。分?jǐn)?shù)階PID是在傳統(tǒng)PID的基礎(chǔ)上引入分?jǐn)?shù)階微積分,文中研究了分?jǐn)?shù)階的Oustaloup數(shù)字實(shí)現(xiàn)算法,并比較了其相對(duì)于傳統(tǒng)PID的優(yōu)越性。仿真表明將分?jǐn)?shù)階