基于計(jì)算動(dòng)詞PID控制器的四旋翼無人機(jī)控制及地面控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、計(jì)算動(dòng)詞理論創(chuàng)立至今，憑借其對(duì)自然語言中動(dòng)態(tài)特性的建模能力，在短短十幾年時(shí)間里迅速發(fā)展，不僅在理論研究方面涉及諸多領(lǐng)域，產(chǎn)生了大量?jī)?yōu)秀的科研成果，在實(shí)際工程應(yīng)用中同樣成果顯著，特別是在控制和圖像處理領(lǐng)域，表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用價(jià)值。
　　近年來，無人機(jī)在軍用和民用市場(chǎng)上的需求越來越強(qiáng)烈。而四旋翼飛行器以其能垂直起降、可懸停、機(jī)動(dòng)性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)日益受到人們的關(guān)注，具有十分廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。
　　本文根據(jù)現(xiàn)有X型四旋翼飛行器

2、平臺(tái)，建立了動(dòng)力學(xué)仿真模型，并結(jié)合計(jì)算動(dòng)詞理論，提出了基于動(dòng)詞PID控制算法的四旋翼飛行器控制方案，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求設(shè)計(jì)了無人機(jī)地面控制系統(tǒng)。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　首先，分析了四旋翼飛行器的特點(diǎn)和飛行原理，推導(dǎo)了動(dòng)力學(xué)方程，并利用Simulink建立了飛行器的簡(jiǎn)化仿真模型。同時(shí)還介紹了基于方向余弦算法的飛行器姿態(tài)和方向的解算方法。
　　其次，根據(jù)原有的動(dòng)詞PID控制器提出了改進(jìn)算法，并通過仿真全面地比較了傳統(tǒng)PID

3、控制器、模糊PID控制器、動(dòng)詞PID控制器及改進(jìn)后的動(dòng)詞PID控制器的誤差跟蹤性能和抗干擾能力，仿真結(jié)果表明改進(jìn)后的動(dòng)詞PID控制器在跟蹤性能等指標(biāo)上優(yōu)于其它控制算法。
　　然后，結(jié)合四旋翼飛行器的特點(diǎn)，給出了基于計(jì)算動(dòng)詞PID控制器的飛行器的控制方案，并通過模型仿真，驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　最后，建立了四旋翼飛行器地面控制站軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛行器遠(yuǎn)端控制，飛行狀態(tài)監(jiān)控、導(dǎo)航任務(wù)控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。為進(jìn)一步研發(fā)多用途