四旋翼飛行器的魯棒自適應(yīng)控制研究.pdf

1、近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，四旋翼飛行器因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉，而且能完成垂直起飛、定點(diǎn)懸停、低空超低速飛行等各種姿態(tài)動(dòng)作等諸多優(yōu)點(diǎn)，越來越多地被應(yīng)用到軍事和民用各個(gè)方面。但是，四旋翼飛行器系統(tǒng)是一個(gè)典型的非線性、多變量、高度耦合的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，且在飛行過程中易受到諸多干擾因素影響，難以建立準(zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)模型，使得飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得非常困難。雖然目前有多種控制算法應(yīng)用于四旋翼飛行器的控制，但是結(jié)果表明實(shí)際控制效果仍有待提高。因此，我們

2、需要研究更加有效的控制策略來獲得滿意的飛行控制效果。
　　本文對(duì)微型四旋翼飛行器的應(yīng)用現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用前景以及控制方法研究現(xiàn)狀等方面進(jìn)行概括綜述，然后根據(jù)其模型特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了控制算法，設(shè)計(jì)出了兩種非線性控制算法，主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　首先，通過受力分析，建立了受擾的參數(shù)化不確定四旋翼飛行器非線性數(shù)學(xué)模型，模型中既考慮了系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)化不確定，又考慮了外部干擾，所建模型更準(zhǔn)確，更具有實(shí)際意義。
　　其次，設(shè)計(jì)

3、了一種基于魯棒自適應(yīng)控制的四旋翼飛行器全控制算法。針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的參數(shù)化不確定，設(shè)計(jì)自適應(yīng)律在線估計(jì);針對(duì)模型中的外界干擾部分，設(shè)計(jì)一種魯棒函數(shù)抑制其影響，并且為防止干擾不確定項(xiàng)可能導(dǎo)致的系統(tǒng)不穩(wěn)定和參數(shù)漂移等問題，文章使用了光滑投影的方法。最后通過仿真表明了所設(shè)計(jì)算法的有效性。
　　再次，設(shè)計(jì)了一種基于自適應(yīng)內(nèi)模原理的四旋翼飛行器姿態(tài)控制算法。在建立了基于外界干擾完全未知的四旋翼飛行器非線性數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，采用自適應(yīng)內(nèi)模控制算法