四旋翼飛行器模型氣動(dòng)參數(shù)辨識(shí)與控制方法研究.pdf

1、四旋翼飛行器以其獨(dú)有的非線性和欠驅(qū)動(dòng)特性，已經(jīng)成為近年來(lái)控制技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本文依托四旋翼飛行器為研究平臺(tái)，基于單位四元數(shù)表述機(jī)體姿態(tài)信息，結(jié)合頻域辨識(shí)的技術(shù)對(duì)模型參數(shù)做辨識(shí)工作，最后設(shè)計(jì)了基于反步法的幾何特征位置外環(huán)控制器和基于反饋線性化的LQR(linear quadratic regulator)姿態(tài)內(nèi)環(huán)控制器。主要工作有以下幾個(gè)方面：
　　1.分析旋翼的空氣動(dòng)力學(xué)。從宏觀上使用動(dòng)量定理計(jì)算旋翼的推力和扭矩，從微觀上使用

2、葉素理論分析槳葉剖面的受力情況，最后得到較為完整的旋翼空氣動(dòng)力特性。
　　2.使用單位四元數(shù)表述機(jī)體姿態(tài)信息。單位四元數(shù)表述的姿態(tài)具備很多優(yōu)點(diǎn)，尤其是在坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和變換方面。
　　3.建立精確的數(shù)學(xué)模型是控制器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，文中建立了四旋翼飛行器的全狀態(tài)非線性系統(tǒng)模型。
　　4.對(duì)于模型之中的部分不可直接量測(cè)的模型參數(shù)做系統(tǒng)辨識(shí)，結(jié)合系統(tǒng)辨識(shí)和機(jī)理分析的方法，提高了所建立模型的精度。
　　5.設(shè)計(jì)了基于反饋線性化