無(wú)人機(jī)航跡跟蹤控制方法研究.pdf

1、無(wú)人機(jī)在民用和軍用領(lǐng)域都有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,無(wú)人機(jī)的發(fā)展也引起了各國(guó)的重視,而航跡跟蹤控制在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中的作用尤為重要,能夠進(jìn)一步改善無(wú)人機(jī)的動(dòng)念性能,為無(wú)人機(jī)能夠安全地、高效地完成各項(xiàng)任務(wù)提供了有力保障。針對(duì)于此,本文對(duì)無(wú)人機(jī)的航跡跟蹤控制方法進(jìn)行了研究,并對(duì)其進(jìn)行了大量的仿真分析。
　　 首先,為了方便對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行分析,本文介紹了所用的各個(gè)坐標(biāo)系以及各個(gè)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。通過(guò)分析無(wú)人機(jī)所受的力及力矩,建立了無(wú)人機(jī)的6

2、DOF數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用小擾動(dòng)線性化的基本理論,對(duì)無(wú)人機(jī)分別進(jìn)行縱向和橫側(cè)向的線性化處理,為本文后續(xù)對(duì)無(wú)人機(jī)航跡跟蹤控制的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 其次,本文對(duì)經(jīng)典PID和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法進(jìn)行了研究,對(duì)傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法進(jìn)行了改進(jìn),進(jìn)一步改善了其自適應(yīng)能力,并分別將兩種控制方法應(yīng)用在了無(wú)人機(jī)的航跡跟蹤控制中。然后對(duì)無(wú)人機(jī)的縱向航跡跟蹤控制和橫側(cè)向航跡跟蹤控制分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,通過(guò)“先內(nèi)

3、后外”的設(shè)計(jì)原則,即先設(shè)計(jì)航跡跟蹤的內(nèi)回路--姿態(tài)(俯仰姿態(tài)或傾斜姿態(tài))控制,然后在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)航跡跟蹤的外回路。同時(shí),進(jìn)行了大量的仿真分析,結(jié)果顯示本文設(shè)計(jì)的航跡跟蹤控制能夠很好的跟蹤縱向或橫側(cè)向偏差。
　　 最后,本文設(shè)計(jì)了無(wú)人機(jī)航跡跟蹤仿真平臺(tái),能夠通過(guò)三維仿真的效果更加形象的演示無(wú)人機(jī)的航跡跟蹤過(guò)程。同時(shí),針對(duì)無(wú)人機(jī)在既有縱向偏差又有橫側(cè)向偏差的情況,本文通過(guò)縱向和橫側(cè)向加權(quán)的方法進(jìn)行航跡跟蹤,而后,對(duì)無(wú)人機(jī)航跡跟蹤分別