四旋翼垂直起降機(jī)的魯棒控制問題研究.pdf

1、本課題的研究對(duì)象四旋翼垂直起降機(jī)屬于多旋翼的無(wú)人機(jī)，是一種非線性、強(qiáng)耦合的飛行器，但與傳統(tǒng)的直升機(jī)相比具有機(jī)動(dòng)靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此具有廣泛的應(yīng)用空間及研究意義，近年來(lái)日益受到人們的關(guān)注。
　　本文中根據(jù)四旋翼垂直起降機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求，選擇傳感器和執(zhí)行電機(jī)等器件，設(shè)計(jì)了傳感器的外圍電路和應(yīng)用電路并針對(duì)所選用的無(wú)位置傳感器的無(wú)刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)了調(diào)速系統(tǒng)。在調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用反電勢(shì)過(guò)零檢測(cè)原理檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，利用PWM原理調(diào)速，成功的實(shí)

2、現(xiàn)了電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行以及調(diào)速。
　　四旋翼垂直起降機(jī)的控制問題一直是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)與難點(diǎn)。文中根據(jù)四旋翼垂直起降機(jī)的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)原理對(duì)其建立非線性模型和線性模型。針對(duì)系統(tǒng)線性模型設(shè)計(jì)了基于H∞回路成形法的魯棒控制器，并利用系統(tǒng)的非線性模型進(jìn)行仿真分析和研究，取得了好的控制效果。由于H∞次最優(yōu)控制器的階次高，工程難以實(shí)現(xiàn)，本文中采用了兩種方法對(duì)其進(jìn)行降階，一是基于最優(yōu)Hankel范數(shù)模型逼近來(lái)對(duì)控制器降階，二是基于控制器的