艇載無(wú)人機(jī)系留平臺(tái)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、無(wú)人艇在水面航行時(shí)，一般使用無(wú)人機(jī)偵測(cè)前方復(fù)雜的水面情況來(lái)實(shí)現(xiàn)自主航行。但是由于電池的續(xù)航能力有限以及氣流等各種干擾因素，導(dǎo)致無(wú)人機(jī)無(wú)法在空中持續(xù)飛行和采集的信號(hào)無(wú)法準(zhǔn)確進(jìn)行傳輸。艇載無(wú)人機(jī)系留平臺(tái)是將無(wú)人機(jī)與系留氣球原理相結(jié)合，形成無(wú)人機(jī)系留平臺(tái)，再將無(wú)人機(jī)系留平臺(tái)安放在無(wú)人艇上，使空中飛行的無(wú)人機(jī)采集信號(hào)傳到水面無(wú)人艇。本論文針對(duì)無(wú)人機(jī)系留平臺(tái)中的纜繩收放控制系統(tǒng)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)，使無(wú)人機(jī)能夠有較好的跟隨性，在懸停狀態(tài)下能夠與無(wú)人艇保

2、持相對(duì)靜止。
　　首先，對(duì)艇載無(wú)人機(jī)系留平臺(tái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。在艇載無(wú)人機(jī)系留平臺(tái)控制系統(tǒng)中，實(shí)質(zhì)是對(duì)纜繩間張力的控制，纜繩間張力的控制效果將直接影響無(wú)人機(jī)的跟隨性以及穩(wěn)定性，所以本文對(duì)張力的控制原理以及張力檢測(cè)方法進(jìn)行了相關(guān)研究學(xué)習(xí)，針對(duì)無(wú)人機(jī)的懸停狀態(tài)，采用保持張力恒定的控制思想，設(shè)計(jì)出適用此纜繩收放系統(tǒng)張力控制方法，并選用適合驅(qū)動(dòng)絞車的電機(jī)：無(wú)刷直流電機(jī)，并對(duì)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究學(xué)習(xí)。
　　其次，針對(duì)無(wú)人機(jī)系留平

3、臺(tái)纜繩收放控制系統(tǒng)，分別設(shè)計(jì)了基于無(wú)刷直流電機(jī)與TMS320F2812的硬件電路與軟件流程，使無(wú)人機(jī)在天空有較好的跟隨性；并根據(jù)系統(tǒng)的需要，采用模糊PID算法進(jìn)行對(duì)絞車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，通過(guò)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢來(lái)實(shí)現(xiàn)纜繩收放并保持控制纜繩間張力恒定。
　　最后，在MATLAB/Simulink環(huán)境中，對(duì)無(wú)人機(jī)系留平臺(tái)纜繩收放系統(tǒng)中的絞車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)搭建了仿真模型，并給出了三相電流，三相反電動(dòng)勢(shì)，電磁轉(zhuǎn)矩波形，以及無(wú)人機(jī)在天