检索结果-南通市图书馆

作者：丁雪芳西安科技大学

学位级别：硕士

随着四旋翼飞行器被广泛地应用于航拍摄影、救援救灾、电力巡线、勘探检测等民用和军用领域,它已经越来越被人们所关注,成为近年来研究的热点。本文的主要研究内容是四旋翼飞行器的飞行控制,通过控制算法控制四旋翼飞行器在室内无GPS、... 详细信息

随着四旋翼飞行器被广泛地应用于航拍摄影、救援救灾、电力巡线、勘探检测等民用和军用领域,它已经越来越被人们所关注,成为近年来研究的热点。本文的主要研究内容是四旋翼飞行器的飞行控制,通过控制算法控制四旋翼飞行器在室内无GPS、北斗等定位信号的情况下达到可以自主定点定高稳定飞行,并保持良好的飞行姿态。首先深入分析了四旋翼飞行器的飞行原理,论述了机体坐标系和惯性坐标系之间的相互转换,欧拉角和四元数之间的相互转换。其次根据四旋翼飞行器的结构特点和飞行控制的需求,进行硬件整体设计,并划分为电机驱动模块、主控制模块、姿态模块、自主定位等模块。选择Arduino UNO和Arduino Nano组成主控制模块,姿态模块选用运动处理传感器MPU-6050负责飞行姿态数据的采集,自主定位模块选定超声波传感器Hc-SR04来传递飞行器的高度,视觉传感器Pixy来传递它的水平位置。此外,对飞行器的机架、电子调速器、无刷电机等主要部件进行硬件选型,搭建出一款实用可靠的四旋翼飞行器。然后,针对其四旋翼飞行器的结构特点和飞行控制需求,设计了飞行控制的软件结构。在经典PID控制的基础上使用位置式双闭环PID控制对飞行姿态、飞行水平位置及高度进行飞行控制,外环反映飞行状态(位移)误差,内环反映飞行状态(速度)误差,为了使最终的输出更加接近期望值,外环的输出再次作为内环的输入,也就是说通过外环和内环双重控制,从而达到使四旋翼飞行器飞行的更稳、更快,室内定位准确,并通过Arduino语言实现了位置式双闭环PID姿态控制和定位控制。最后,在Arduino平台上对各个传感器采集的数据进行误差矫正及融合,对编写的程序进行代码配置。在一个空旷的实验室放置一些目标,对四旋翼飞行器进行飞行姿态控制和室内自主定位控制的联合测试,通过多次飞行试验,运用调试技巧和经验,反复调节PID参数,达到了四旋翼飞行器在无GPS信号的情况下实现室内自主定点的稳定飞行。试飞结果表明,本文所用的位置式双闭环PID控制能够有效地对四旋翼飞行器飞行姿态和室内自主定位飞行进行稳定地控制。

关键词：四旋翼飞行器飞行控制定点飞行串级PID算法

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飞艇迎风控制器的设计

引用

控制工程 2009年第S1期16卷 16-18,21页

作者：周超屈卫东上海交通大学自动化系上海200030

引用基于飞艇的动力学和运动学建立的飞艇姿态数学模型,在飞艇的扰动运动参数相对于基准运动参数偏离较小的情况下,采用小扰动法对该模型进行了线性化,然后在飞艇的外形和质量分布相对于纵向平面是对称和不考虑动力装置转动部件的陀螺... 详细信息

引用基于飞艇的动力学和运动学建立的飞艇姿态数学模型,在飞艇的扰动运动参数相对于基准运动参数偏离较小的情况下,采用小扰动法对该模型进行了线性化,然后在飞艇的外形和质量分布相对于纵向平面是对称和不考虑动力装置转动部件的陀螺效应的假设下,根据控制量的不同分别得到了纵向运动和横向运动的解耦方程。在该模型的基础上,加入PID控制来改善飞艇的动态响应特性,在考虑风速风向变化的情况下,依据自适应控制设计了飞艇的迎风控制器。仿真结果表明,飞艇的偏航角在风速风向的变化下能有效地跟随输入信号的变化,对完成飞艇定点监测森林火灾或飞艇作为定点通讯中继站等任务具有一定的实际应用意义。

关键词：平流层飞艇飞艇建模定点飞行自适应控制

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基于Dubins曲线的无人直升机轨迹规划

引用

计算机工程与设计 2011年第4期32卷 1426-1429,1448页

作者：吴友谦裴海龙华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州510640

为提高无人直升机的控制性能,提出了一种基于Dubins曲线的轨迹规划算法,并对其各个部分的实现进行了研究和设计。该算法利用Dubins曲线原理对定点飞行任务的两点或者多点目标进行分析计算,寻找出一条最短的飞行路径,从而提高了飞行效率... 详细信息

为提高无人直升机的控制性能,提出了一种基于Dubins曲线的轨迹规划算法,并对其各个部分的实现进行了研究和设计。该算法利用Dubins曲线原理对定点飞行任务的两点或者多点目标进行分析计算,寻找出一条最短的飞行路径,从而提高了飞行效率。根据无人直升机系统多变量、非线性和强耦合的特点,采用串级PID方法设计了飞行控制器,该控制器能够修正无人直升机的姿态和位置,从而提高了轨迹规划的稳定性和准确性。最后,以某小型无人直升机为实验平台表明了该轨迹规划算法和控制器的可行性。

关键词：无人直升机定点飞行轨迹规划 Dubins曲线 PID控制器

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