面向物聯(lián)網(wǎng)覆蓋空洞修復(fù)的無人飛艇懸停控制方法研究.pdf

1、在利用物聯(lián)網(wǎng)進行環(huán)境監(jiān)控時，自然災(zāi)害很可能導(dǎo)致大部分節(jié)點損壞而造成大規(guī)模的覆蓋空洞，這可能會引起整個檢測網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。而無人飛艇的飛行原理和結(jié)構(gòu)特點使其具有能量消耗低、載重量大、安全性能好，可方便地實現(xiàn)垂直起降、空中懸停和低速飛行等諸多優(yōu)勢，因此可以借助無人飛艇來充當節(jié)點對空洞進行臨時的覆蓋和修復(fù)。為了完成這一工作，需要無人飛艇在低空的環(huán)境下進行定點懸停，盡可能時刻保持在懸停區(qū)域內(nèi)，因此本文針對小型無人飛艇在低空下的定點懸?？刂品椒ㄟM行了

2、設(shè)計和研究。
　　首先，不同于平流層，針對在低空情況下風(fēng)場較復(fù)雜和小型無人飛艇定點懸停的狀態(tài)特點，通過一些合理的假設(shè)，分析了低空飛艇所受的力、力矩和所受到的風(fēng)力影響，根據(jù)牛頓第二定律和動量、動量矩定理等運動定律的原則來建立小型無人飛艇完整的六自由度非線性模型，并將其簡化為縱向數(shù)學(xué)模型，為下文控制方法的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
　　然后，針對飛艇充當WSN節(jié)點的作用，需要飛艇時刻保持在懸停區(qū)域內(nèi)，為此本文提出了一種簡潔、反應(yīng)快速的小型

3、無人低空飛艇定點懸?？刂品椒?。本文將無人飛艇的定點懸停的控制分為對飛艇的縱向控制和橫向控制?？v向控制中，使用簡化的縱向數(shù)學(xué)模型，并在控制中采用雙回路的模糊自適應(yīng)PID控制器。簡化了橫向控制，先控制飛艇偏航姿態(tài)，再控制其推力完成橫向位置的保持。
　　最后，使用MATLAB軟件的SIMULINK仿真模塊建立了飛艇的仿真模型和定點懸?？刂颇K，對飛艇俯仰姿態(tài)角、偏航姿態(tài)角、航速、高度控制進行了詳細的仿真分析與仿真實驗，驗證了飛艇模型建立