四軸飛行器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、四軸飛行器具備VTOL(Vertical Take-Off and Landing，垂直起降)飛行器的所有優(yōu)點(diǎn)，又具備無(wú)人機(jī)的造價(jià)低、可重復(fù)性強(qiáng)以及事故代價(jià)低等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景?？蓱?yīng)用于軍事上的地面戰(zhàn)場(chǎng)偵察和監(jiān)視，獲取不易獲取的情報(bào)。能夠執(zhí)行禁飛區(qū)巡邏和近距離空中支持等特殊任務(wù)，可應(yīng)對(duì)現(xiàn)代電子戰(zhàn)、實(shí)現(xiàn)通信中繼等現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)模式。在民用方面可用于災(zāi)后搜救、城市交通巡邏與目標(biāo)跟蹤等諸多方面。工業(yè)上可以用在安全巡檢，大型化工現(xiàn)場(chǎng)、高壓輸電

2、線、水壩、大橋和地震后山區(qū)等人工不容易到達(dá)空間進(jìn)行安全任務(wù)檢查與搜救工作，能夠?qū)?zhí)行區(qū)域進(jìn)行航拍和成圖等。因此，四軸飛行器的研究意義重大。
　　本文主要討論四軸飛行器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、建模分析與控制器設(shè)計(jì)。首先從歷史的角度介紹小型四軸飛行器的發(fā)展以及研究成果，引入現(xiàn)代四軸飛行器的研究，以及運(yùn)用現(xiàn)代控制理論進(jìn)行的研究方法和所取得成果。其次給出本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的四軸飛行器樣機(jī)模型與飛行控制器電路設(shè)計(jì)。著重從機(jī)械結(jié)構(gòu)與飛行控制器硬件電路設(shè)計(jì)方面論

3、述四軸飛行器的樣機(jī)設(shè)計(jì)。文中詳細(xì)分析了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的選材以及元器件選型，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)切實(shí)可用，能夠滿足應(yīng)用研究的四軸飛行器樣機(jī)模型。一個(gè)穩(wěn)定可用的樣機(jī)模型是實(shí)現(xiàn)四軸飛行器的基礎(chǔ)。之后分析四軸飛行器的飛行控制原理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，建立四軸飛行器的動(dòng)力學(xué)模型。準(zhǔn)確建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)分析其飛行姿態(tài)原理具有很重要的作用；準(zhǔn)確的分析與建模是四軸飛行器控制算法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在飛行器動(dòng)力學(xué)建模的基礎(chǔ)上提出切實(shí)可行的控制算法，并對(duì)控制器中需要用到