小型四旋翼無人直升機姿態(tài)控制技術研究.pdf

1、隨著微機電系統(tǒng)的不斷發(fā)展，使得小型四旋翼無人直升機的性能越來越強大，其應用的范圍也越來越廣，為人類帶來的便利也越來越多。由于四旋翼無人直升機特殊的耦合結構，使得飛行姿態(tài)能直接影響飛行的位置，因此，為研究出機動性能更佳的四旋翼無人直升機以滿足多種行業(yè)的需要，越來越多的人開始將研究重點轉(zhuǎn)向了小型四旋翼無人直升機的姿態(tài)控制。
　　本文是從算法的角度對四旋翼無人直升機的飛行姿態(tài)進行研究的。文中將對小型四旋翼無人直升機模型的建立、先進姿態(tài)控

2、制算法的設計等內(nèi)容進行深入研究，特別是反步控制器、反步滑?？刂破饕约胺謹?shù)階滑模控制器等先進控制器的設計及應用。最后采用軟件仿真的方式對所設計的控制器的控制效果進行驗證。其主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　介紹當前無人機的應用情況，尤其在軍事方面的應用，并就四旋翼無人機的應用進行特別說明。再對四旋翼無人直升機的姿態(tài)控制算法的研究現(xiàn)狀進行說明。介紹常用的坐標系轉(zhuǎn)換方法及姿態(tài)角表示方法，建立四旋翼無人直升機的數(shù)學模型。
　　在忽略機

3、體的陀螺效應的前提下，將已建立的模型進行適當簡化。對分數(shù)階理論進行分析，并與經(jīng)典PID控制器的設計方法進行對比，設計分數(shù)階PID控制器，對簡化后的模型進行控制。該種控制器結合了分數(shù)階理論的優(yōu)點，性能應優(yōu)于經(jīng)典PID控制器。
　　在考慮機體的陀螺效應的前提下，再考慮到四旋翼無人直升機的飛行環(huán)境，在已建立的數(shù)學模型中加入干擾項，并采用干擾觀測器對加入的干擾進行補償。然后采用先進的反步法設計反步控制器，對四旋翼無人機的飛行姿態(tài)進行控制；