三自由度四旋翼盤旋系統(tǒng)控制問題研究.pdf

1、四旋翼無(wú)人直升機(jī)是一種垂直起降式直升機(jī)，在軍事和民用方面都具有廣闊的應(yīng)用前景，例如，可以將之應(yīng)用到地面戰(zhàn)場(chǎng)的偵察和監(jiān)視、重大自然災(zāi)害之后的搜索與救援等領(lǐng)域。近年來(lái)，四旋翼直升機(jī)已經(jīng)引起了人們的高度關(guān)注，許多研究機(jī)構(gòu)正致力于這方面的研究工作。
　　 本文主要是利用三自由度四旋翼盤旋系統(tǒng)來(lái)研究四旋翼直升機(jī)的姿態(tài)控制問題。三自由度四旋翼盤旋系統(tǒng)通過四個(gè)螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力來(lái)控制系統(tǒng)的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角的變化，而通過四個(gè)螺旋槳所產(chǎn)生的總扭矩

2、來(lái)控制偏航角的變化，是一個(gè)典型的多輸入多輸出系統(tǒng)。
　　 本文針對(duì)三自由度四旋翼盤旋系統(tǒng)的特點(diǎn)，主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究。首先，介紹了目前國(guó)內(nèi)外四旋翼無(wú)人直升機(jī)的研究現(xiàn)狀和相關(guān)技術(shù)，論述了開展這方面研究工作的重要意義。其次，研究了三自由度四旋翼盤旋系統(tǒng)的特性，根據(jù)系統(tǒng)的受力情況，在忽略陀螺效應(yīng)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)間的摩擦后建立了系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。接下來(lái)，根據(jù)系統(tǒng)的模型特點(diǎn)，研究并設(shè)計(jì)了基于狀態(tài)觀測(cè)器的二次線性最優(yōu)控制器，并利用MATL