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《四旋翼飛行器控制與實(shí)現(xiàn)》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、犬-il嫂大學(xué)DALIANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY工酵碩士字位記文MASTERALDISSERTATIONAw四旋翼飛行器控制與實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)江禾呈工程領(lǐng)域米培良作者姓名指導(dǎo)教師___答辯日期專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文四旋翼飛行器控制與實(shí)現(xiàn)ControlandImlementationofauadrotorpQ作者姓名:米培良工程領(lǐng)域:控制工程學(xué)號:31309043指導(dǎo)教師:郭戈完成日期:2015年5月5日大違理工大摩DalianUni
2、versityofTechnology大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明:所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知,除文中巳經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外,本論文不包含其他個(gè)人或集體巳經(jīng)發(fā)表的研究成果,也不包含其他巳申請學(xué)位或其他用途使用過的成果一。與我同工作的同志對本研究所做的貢獻(xiàn)均巳在論文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實(shí)之處,本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。學(xué)位論文題目ig旋推名建現(xiàn)>:作者簽名:申培反日期:械年月日—L_^__大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要四旋
3、翼飛行器因其結(jié)構(gòu)簡單,、方便操控、機(jī)動(dòng)靈活、可垂直起降等特點(diǎn)得到越來越廣泛的應(yīng)用,,具有重要的軍用和民用價(jià)值。同時(shí),四旋翼飛行器的動(dòng)力學(xué)模型具有欠驅(qū)動(dòng)、強(qiáng)親合、非線性和不確定等特性,使其成為控制領(lǐng)域比較典型的被控、多變量。對象,越來越多的用于各種控制理論與算法的驗(yàn)證首先,本文對四旋翼飛行器的研宄與發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行廣泛細(xì)致的調(diào)研,主要包括控制算法、、建模與辨識方法、傳感器技術(shù)、視覺導(dǎo)航與定位技術(shù)比較成熟的四旋翼飛行器實(shí)驗(yàn)平臺以及開源的飛行器控制項(xiàng)目等。其次,基,,根據(jù)四旋翼飛行器結(jié)構(gòu)與機(jī)理特點(diǎn)于歐拉角姿態(tài)表達(dá)方法從空間運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)六個(gè)自由度,對四
4、旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行分析,為接下來控制器設(shè)計(jì)提供依據(jù)。一本文分別釆用兩種方法設(shè)計(jì)四旋翼飛行器的控制器。第種方法,對四旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行線性化處理,為每個(gè)控制通道設(shè)計(jì)PID控制器。第二種方法,直接針對原始的四旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型,運(yùn)用反步法設(shè)計(jì)非線性控制器。利用0S4Simulator對兩種控制器進(jìn)行仿真與對比分析。此外,本文對四旋翼飛行器基于AHRS的互補(bǔ)濾波姿態(tài)解算方法,基于光流的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法以及基于超聲波傳感器的高度估計(jì)方法進(jìn)行分析與研宄,并分別給出實(shí)際實(shí)現(xiàn)形式。最后,以開源飛控項(xiàng)目Multiwii為基礎(chǔ),搭建四旋翼飛行器實(shí)驗(yàn)
5、平臺,完成室內(nèi)條件下對四旋翼飛行器姿態(tài)控制、高度控制、定點(diǎn)懸??刂频膶?shí)驗(yàn)。關(guān)鍵詞:四旋翼飛行器;反步法;;姿態(tài)解算光流--I四旋翼飛行器控制與實(shí)現(xiàn)ControlandImlementationofauadrotorpQAbstractDuetoitscharacterofsimplestructure,easyhandling,maneuverabilityandflexibility,verticaltakeoffandlandingVTOLuadrotorshavebeenusedmore
6、andmorewidelwith(),qysignificantvalueinarmyandcivil.Meanwhilethedynamicsofuadrotorhasthefeaturesofqnonlinearitunderactuatedmultivariablereatcouledanduncertinthoweverthese,a,,y,,gpyfeatureshavemadeuadrotorsbecometheticalcontrolledobectinthefieldofc
7、ontrollinqypjgandwidelyusedtoveriftheinovativetheorandalorithmofcontrol.yygFirstlthisaerhavehadawideandcarefulsurveofthecurrentstateofstudandy,ppyydevelopmentofquadrotor,includingcontrolalgorithm,modelingandidentificatio