艇載無人機系留平臺控制系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、無人艇在水面航行時，一般使用無人機偵測前方復雜的水面情況來實現自主航行。但是由于電池的續(xù)航能力有限以及氣流等各種干擾因素，導致無人機無法在空中持續(xù)飛行和采集的信號無法準確進行傳輸。艇載無人機系留平臺是將無人機與系留氣球原理相結合，形成無人機系留平臺，再將無人機系留平臺安放在無人艇上，使空中飛行的無人機采集信號傳到水面無人艇。本論文針對無人機系留平臺中的纜繩收放控制系統(tǒng)進行研究與設計，使無人機能夠有較好的跟隨性，在懸停狀態(tài)下能夠與無人艇保

2、持相對靜止。
　　首先，對艇載無人機系留平臺的結構進行了總體設計。在艇載無人機系留平臺控制系統(tǒng)中，實質是對纜繩間張力的控制，纜繩間張力的控制效果將直接影響無人機的跟隨性以及穩(wěn)定性，所以本文對張力的控制原理以及張力檢測方法進行了相關研究學習，針對無人機的懸停狀態(tài)，采用保持張力恒定的控制思想，設計出適用此纜繩收放系統(tǒng)張力控制方法，并選用適合驅動絞車的電機：無刷直流電機，并對電機的數學模型進行研究學習。
　　其次，針對無人機系留平

3、臺纜繩收放控制系統(tǒng)，分別設計了基于無刷直流電機與TMS320F2812的硬件電路與軟件流程，使無人機在天空有較好的跟隨性；并根據系統(tǒng)的需要，采用模糊PID算法進行對絞車的驅動電機轉速進行控制，通過控制電機轉速的快慢來實現纜繩收放并保持控制纜繩間張力恒定。
　　最后，在MATLAB/Simulink環(huán)境中，對無人機系留平臺纜繩收放系統(tǒng)中的絞車驅動電機控制系統(tǒng)搭建了仿真模型，并給出了三相電流，三相反電動勢，電磁轉矩波形，以及無人機在天