小型四旋翼無(wú)人直升機(jī)姿態(tài)控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)的不斷發(fā)展，使得小型四旋翼無(wú)人直升機(jī)的性能越來(lái)越強(qiáng)大，其應(yīng)用的范圍也越來(lái)越廣，為人類帶來(lái)的便利也越來(lái)越多。由于四旋翼無(wú)人直升機(jī)特殊的耦合結(jié)構(gòu)，使得飛行姿態(tài)能直接影響飛行的位置，因此，為研究出機(jī)動(dòng)性能更佳的四旋翼無(wú)人直升機(jī)以滿足多種行業(yè)的需要，越來(lái)越多的人開(kāi)始將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了小型四旋翼無(wú)人直升機(jī)的姿態(tài)控制。
　　本文是從算法的角度對(duì)四旋翼無(wú)人直升機(jī)的飛行姿態(tài)進(jìn)行研究的。文中將對(duì)小型四旋翼無(wú)人直升機(jī)模型的建立、先進(jìn)姿態(tài)控

2、制算法的設(shè)計(jì)等內(nèi)容進(jìn)行深入研究，特別是反步控制器、反步滑模控制器以及分?jǐn)?shù)階滑?？刂破鞯认冗M(jìn)控制器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。最后采用軟件仿真的方式對(duì)所設(shè)計(jì)的控制器的控制效果進(jìn)行驗(yàn)證。其主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　介紹當(dāng)前無(wú)人機(jī)的應(yīng)用情況，尤其在軍事方面的應(yīng)用，并就四旋翼無(wú)人機(jī)的應(yīng)用進(jìn)行特別說(shuō)明。再對(duì)四旋翼無(wú)人直升機(jī)的姿態(tài)控制算法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行說(shuō)明。介紹常用的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方法及姿態(tài)角表示方法，建立四旋翼無(wú)人直升機(jī)的數(shù)學(xué)模型。
　　在忽略機(jī)

3、體的陀螺效應(yīng)的前提下，將已建立的模型進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化。對(duì)分?jǐn)?shù)階理論進(jìn)行分析，并與經(jīng)典PID控制器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行對(duì)比，設(shè)計(jì)分?jǐn)?shù)階PID控制器，對(duì)簡(jiǎn)化后的模型進(jìn)行控制。該種控制器結(jié)合了分?jǐn)?shù)階理論的優(yōu)點(diǎn)，性能應(yīng)優(yōu)于經(jīng)典PID控制器。
　　在考慮機(jī)體的陀螺效應(yīng)的前提下，再考慮到四旋翼無(wú)人直升機(jī)的飛行環(huán)境，在已建立的數(shù)學(xué)模型中加入干擾項(xiàng)，并采用干擾觀測(cè)器對(duì)加入的干擾進(jìn)行補(bǔ)償。然后采用先進(jìn)的反步法設(shè)計(jì)反步控制器，對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)進(jìn)行控制；