三自由度四旋翼盤旋系統(tǒng)控制問題研究.pdf

1、四旋翼無人直升機是一種垂直起降式直升機，在軍事和民用方面都具有廣闊的應(yīng)用前景，例如，可以將之應(yīng)用到地面戰(zhàn)場的偵察和監(jiān)視、重大自然災(zāi)害之后的搜索與救援等領(lǐng)域。近年來，四旋翼直升機已經(jīng)引起了人們的高度關(guān)注，許多研究機構(gòu)正致力于這方面的研究工作。
　　 本文主要是利用三自由度四旋翼盤旋系統(tǒng)來研究四旋翼直升機的姿態(tài)控制問題。三自由度四旋翼盤旋系統(tǒng)通過四個螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力來控制系統(tǒng)的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角的變化，而通過四個螺旋槳所產(chǎn)生的總扭矩

2、來控制偏航角的變化，是一個典型的多輸入多輸出系統(tǒng)。
　　 本文針對三自由度四旋翼盤旋系統(tǒng)的特點，主要進行了以下幾個方面的研究。首先，介紹了目前國內(nèi)外四旋翼無人直升機的研究現(xiàn)狀和相關(guān)技術(shù)，論述了開展這方面研究工作的重要意義。其次，研究了三自由度四旋翼盤旋系統(tǒng)的特性，根據(jù)系統(tǒng)的受力情況，在忽略陀螺效應(yīng)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)間的摩擦后建立了系統(tǒng)的動力學(xué)模型。接下來，根據(jù)系統(tǒng)的模型特點，研究并設(shè)計了基于狀態(tài)觀測器的二次線性最優(yōu)控制器，并利用MATL