四旋翼無人飛行器動力學建模及控制技術的研究.pdf

1、四旋翼無人飛行器是一種外型新穎、性能卓越的旋翼飛行器，具有巨大的軍事和民用價值，引起了眾多國內外科研人員的廣泛關注。而四旋翼無人飛行器本身非線性、強耦合性以及對外界干擾敏感的特點，使得飛行器控制系統(tǒng)的設計具有很大難度。本文圍繞四旋翼無人飛行器的動力學建模、控制方案設計和軟硬件系統(tǒng)設計等方面開展了一系列研究工作。
　　首先，在分析飛行器的構型以及飛行原理的基礎上，對旋翼以及整個機體的空氣動力和動力矩進行具體分析，詳細推導并建立出較為

2、完整的飛行器六自由度非線性數(shù)學模型，論證了飛行器運動的非線性、強耦合性特點。同時針對飛行器的小角度運動簡化動力學模型，并通過實驗測試和建立三維模型的方法得到模型中的未知參數(shù)，為下一步控制方案設計奠定基礎。
　　然后，基于建立的動力學模型和經(jīng)典PID控制算法，設計飛行器的控制方案。由于飛行器模型中線運動受到角運動的影響，分別設計位置控制回路和姿態(tài)控制回路，有效解決了運動耦合問題。
　　最后，在飛行控制方案的基礎上，采用模塊化設