四旋翼飛行器軌跡及運(yùn)動目標(biāo)跟蹤控制研究.pdf

1、四旋翼飛行器由于具有垂直起降、自主懸停和控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，越來越廣泛地被應(yīng)用到軍事、工業(yè)生產(chǎn)和生活中。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，對其控制精度提出了越來越高的要求，尤其是在室內(nèi)狹小的環(huán)境內(nèi)，控制精度往往決定著其應(yīng)用的價(jià)值。本文對四旋翼飛行器的姿態(tài)解算、軌跡跟蹤及運(yùn)動目標(biāo)跟蹤進(jìn)行相關(guān)研究。主要工作如下：
　　首先，對四旋翼飛行器的關(guān)鍵技術(shù)及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)闡述，分析了飛行器的系統(tǒng)組成和飛行原理，針對四旋翼飛行器非線性、強(qiáng)耦合、多變

2、量和欠驅(qū)動的特點(diǎn)，結(jié)合飛行器飛行時(shí)接近懸停的運(yùn)動狀態(tài)，建立了四旋翼飛行器的動力學(xué)模型。
　　其次，對四旋翼飛行器軌跡跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)，搭建了軌跡跟蹤實(shí)驗(yàn)平臺，采用基于視覺的室內(nèi)空間三維運(yùn)動捕捉系統(tǒng)對飛行器進(jìn)行位置反饋，針對四旋翼飛行器姿態(tài)解算問題，采用卡爾曼濾波算法對飛行器進(jìn)行姿態(tài)解算，并分別采用PID和模糊PID兩種控制器實(shí)現(xiàn)了對四旋翼飛行器的姿態(tài)調(diào)整和位置控制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明四旋翼飛行器能按預(yù)定的軌跡平穩(wěn)飛行，模糊PID控