發(fā)布時(shí)間：2020-11-12 05:01

　　 如今,四旋翼無(wú)人機(jī)的熱潮席卷了世界各國(guó)。四旋翼無(wú)人機(jī)使用方便,構(gòu)造簡(jiǎn)單,故障率低和穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)使其成為各國(guó)研發(fā)人員研發(fā)的熱點(diǎn)。其中,無(wú)人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)是所有科研研發(fā)的重中之重。飛行控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器感知外界環(huán)境的變化,通過(guò)自身對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算來(lái)改變無(wú)人機(jī)的姿態(tài),使無(wú)人機(jī)可以自主穩(wěn)定的改變自身的飛行姿態(tài)。飛行控制系統(tǒng)作為無(wú)人機(jī)飛行最重要的一環(huán),其涉及的學(xué)科也是最廣的,其中包括電子、通信、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)等。飛行控制系統(tǒng)的研究是對(duì)多個(gè)學(xué)科知識(shí)的雜糅與再創(chuàng)新。本文首先介紹了無(wú)人機(jī)發(fā)展的背景和現(xiàn)狀,然后介紹了四旋翼無(wú)人機(jī)直流電機(jī)模型、螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)模型、飛行器非線性模型、飛行器的轉(zhuǎn)動(dòng)模型和系統(tǒng)狀態(tài)方程。接下來(lái)對(duì)無(wú)人機(jī)的硬件系統(tǒng)進(jìn)行選擇,介紹了四旋翼無(wú)人機(jī)電機(jī)、螺旋槳等的選型。其中最重要的是無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)的選型。隨后建立了無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航系統(tǒng)坐標(biāo)系,研究了以卡爾曼濾波為核心的無(wú)人機(jī)姿態(tài)角的結(jié)算和控制過(guò)程并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,在MATLAB環(huán)境下使用PID算法和模糊自整定PID算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示后者的控制效果要優(yōu)于前者。最后測(cè)試四旋翼無(wú)人機(jī)的硬件、姿態(tài)性能,并對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行實(shí)地飛行測(cè)試。四旋翼無(wú)人機(jī)能夠穩(wěn)定飛行超過(guò)20min,達(dá)到要求。
【學(xué)位單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V279;V249.1
【部分圖文】：

圖 1-1 Breguet-Richet 四旋翼飛行器Fig. 1-1 Breguet-Richet four-rotor aircraft后，傳感器，無(wú)線通信，飛行控制等技術(shù)的快速進(jìn)步，為四旋翼基，特別在 21 世紀(jì)后，關(guān)于四旋翼無(wú)人機(jī)的論文屢見(jiàn)不鮮。arrot 公司研發(fā)出了一款無(wú)人機(jī)，如圖 1-2，此無(wú)人機(jī)的誕生可以看

圖 1-2 AR.Drone 四旋翼無(wú)人機(jī)Fig 1-2AR.Drone quadrotor UAV成果研究與國(guó)外相比，雖然在時(shí)間上相對(duì)落后，同時(shí)在四旋

圖 2-1 四旋翼無(wú)人機(jī)力的圖示Fig. 2-1 Lift of the quadrotor UAV分析，能夠得到該無(wú)人機(jī)在導(dǎo)航坐標(biāo)系下的力： sinsincoscossinsincoscossinsin()4nxCFFFF
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2880279