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《小型高速無人機及其協同編隊控制技術研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、中圖分類號：TP273論文編號：102870315-S122學科分類號：081101碩士學位論文小型高速無人機及其協同編隊控制技術研究研究生姓名沈佩珺學科、專業(yè)控制理論與控制工程研究方向復雜系統研究指導教師王道波教授南京航空航天大學研究生院自動化學院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchontheControlTechnologiesofSmallHig
2、h-speedUAVandCooperativeFormationFlightAThesisinControlTheoryandControlEngineeringByShenPeijunAdvisedbyProf.WangDaoboSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch，2015承諾書本人聲明所呈交的碩士學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外，
3、論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。本人授權南京航空航天大學可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。(保密的學位論文在解密后適用本承諾書)作者簽名：日期：摘要隨著無人機的小型化、高速化，小型高速無人機正以它獨有的特點在軍事乃至民用領域發(fā)揮越來越重要的功能作用。多無人機協同編隊飛行，可提高無人機完成任務的效率，在軍事和民用方面擁有廣闊的應用前景，正在受到愈來愈廣泛的關注。本文以實驗
4、室某型小型高速無人機為研究對象，開展了無人機整體的數學建模，編隊運動建模，研究了小型高速無人機的控制律設計以及其在編隊飛行時的編隊控制設計，進行了控制律設計的仿真試驗并對結果進行分析。首先，采用六自由度十二階微分方程進行數學建模，接著進行線性化和通道解耦。基于線性化后的模型進行了橫縱向的操穩(wěn)特性分析。其次，針對無人機的編隊運動，分析了無人機在編隊飛行過程中所受外界干擾因素的影響，分別對基本編隊運動以及受渦流氣動干擾下的編隊運動分別進行建模。對兩種建模方式下進行仿真分析氣動干擾對編隊飛行的影響。然后，針對研究對象慣性小、阻尼小、
5、控制難等特點對內環(huán)回路進行控制律設計。針對編隊飛行時所受外界影響大，提出了一種改進的魯棒伺服LQR控制方法，該方法將魯棒伺服LQR控制和模型參考自適應控制結合起來，使系統獲得良好的控制性能。最后，研究了同一水平面內的無人機編隊飛行的隊形控制器的設計。用自適應控制方法分別對氣動干擾結構已知而參數未知以及外界干擾結構未知而函數值有界這兩種情況進行編隊飛行控制設計，隊形控制器的控制效果通過仿真得到了驗證。關鍵詞：無人機，小型高速，協同編隊，魯棒LQR，模型參考，自適應iAbstractAstheminiaturizationandh
6、igh-speedofunmannedaerialvehicle,smallhigh-speedunmannedaerialvehicleplaysamoreandmoreimportantroleinmilitaryandcivilfieldwithitsuniquecharac-teristics.Multipleunmannedaerialvehiclescooperativeformationflight,whichcanimprovetheeffi-ciencyoftheunmannedaerialvehiclest
7、ocompletethetask,haveabroadapplicationprospectinmil-itaryandcivilianandhavebeenattractingmoreattention.Basedonacertaintypeofsmallhigh-speedunmannedaerialvehicleinthelaboratory,thisthesisoutlinestheresearchobject’smathematicalmodeling,cooperativeformationflightmodeli
8、ng.Thisthesisalsofocusesonsmallhigh-speedun-mannedaerialvehicle’scontrollawdesignanditsformationflightcontroldesign.Thethesisdoesthesimula
