当前位置:主页 > 科技论文 > 航空航天论文 >

倾转定翼四旋翼无人机垂直起降控制系统设计

发布时间:2017-01-19 21:57

  本文关键词:倾转定翼四旋翼无人机垂直起降控制系统设计,,由笔耕文化传播整理发布。


《南京信息工程大学》 2014年

倾转定翼四旋翼无人机垂直起降控制系统设计

胡镇  

【摘要】:倾转翼无人机兼具旋翼无人机和固定翼无人机的优点,能够垂直起降、定点悬浮,还可以高速巡航飞行。在飞行模式上有垂直起降飞行模式、过渡飞行模式和固定翼飞行模式,填补了旋翼飞机和固定翼飞机飞行速度包线之间的空白,因此能够胜任旋翼无人机或者固定翼无人机单独无法完成的任务,在军事和民用两方面均能发挥重要作用。本文以倾转定翼四旋翼飞行器为研究对象,建立了适用于室外飞行的倾转定翼四旋翼飞行器实验平台,并在此基础上,对倾转定翼四旋翼飞行器的垂直起降模式设计飞行控制算法。 首先,根据倾转定翼四旋翼飞行器对机身、控制以及飞行任务的要求,设计合理的飞行器机体,给出满足要求的微控制器、传感器和执行器等,对机体构型、硬件平台进行优化设计,最终完成倾转定翼四旋翼飞行器实验平台的设计。 其次,根据动力学原理建立倾转定翼四旋翼飞行器三种飞行模式的动态方程,并针对垂直起降模式进行线性化处理,在此基础上设计了控制器。控制算法主要采用PID控制算法、线性二次型控制算法和滑模变结构控制算法。为了达到实时控制的目的,本文提出了一种分层控制方法,并设计了三层控制器,包含姿态控制器、速度控制器和位置控制器。针对俯仰和滚转姿态控制,本文设计了使用线性二次型最优控制算法的控制器;针对水平方向的速度控制,本文设计了一种使用滑模变结构控制算法的控制器,该控制器对系统不确定性因素具有较强的鲁棒性和抗干扰性。 最后,设计机载嵌入式软件系统,对设计的控制器进行仿真验证,并在倾转定翼四旋翼飞行器实验平台上对算法进行了实际验证;飞行实验结果表明,本文建立的倾转定翼四旋翼飞行器实验平台和设计的实时控制器具有良好的性能。

【关键词】:
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:V279;V249.1
【目录】:

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文? 欢迎:购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式


【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王帅;魏国;;卡尔曼滤波在四旋翼飞行器姿态测量中的应用[J];兵工自动化;2011年01期

2 梁延德;程敏;何福本;李航;;基于互补滤波器的四旋翼飞行器姿态解算[J];传感器与微系统;2011年11期

3 聂博文;马宏绪;王剑;王建文;;微小型四旋翼飞行器的研究现状与关键技术[J];电光与控制;2007年06期

4 单海燕;;DI/QFT控制器在四旋翼无人直升机飞行控制中的应用[J];电光与控制;2008年12期

5 刘晓杰;赵晓晖;顾海军;Sanchez Anand;Lozano Rogelio;;微小型四旋翼无人机实时嵌入式控制系统设计与实现[J];电子技术应用;2009年05期

6 淳于江民,张珩;无人机的发展现状与展望[J];飞航导弹;2005年02期

7 陈永;龚华军;王彪;;倾转旋翼机过渡段纵向姿态控制技术研究[J];飞行力学;2011年01期

8 吕信明;;军用无人机的发展及对策[J];国防科技;2013年01期

9 袁安富;徐金琦;王伟;马浩;;基于双STM32多旋翼无人机控制系统设计[J];电子技术应用;2013年11期

10 郭家舜;王三民;袁茹;;倾转旋翼机传动系统动态效率研究[J];航空动力学报;2010年08期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王帅;魏国;;卡尔曼滤波在四旋翼飞行器姿态测量中的应用[J];兵工自动化;2011年01期

2 宋建梅,曹宇;捷联寻的制导弹药的新型卡尔曼滤波器设计[J];北京理工大学学报;2005年11期

3 许燕;孟赵玲;;一种广义系统的正常化方法[J];北京印刷学院学报;2005年04期

4 许燕;张二艳;;两传感器广义系统信息融合Kalman滤波器[J];北京印刷学院学报;2008年02期

5 李秀英;刘彦博;;基于PWM的四旋翼飞行器控制方法[J];吉林大学学报(信息科学版);2011年05期

6 梁延德;程敏;何福本;李航;;基于互补滤波器的四旋翼飞行器姿态解算[J];传感器与微系统;2011年11期

7 蒋光伟;张秀霞;;基于双差GPS Kalman滤波的方法实时动态监测水汽变化[J];测绘工程;2011年06期

8 乔熠晖;程辉;马炎;;基于MTi的三维姿态测量系统研究[J];测试技术学报;2011年06期

9 岳基隆;张庆杰;朱华勇;;微小型四旋翼无人机研究进展及关键技术浅析[J];电光与控制;2010年10期

10 姜长生;;无人机侦察/打击一体化的关键技术[J];电光与控制;2011年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 贾建芳;;低成本MIMU/GPS组合导航系统的序贯滤波技术[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年

2 杨云高;鲜斌;殷强;李浩涛;曾伟;;四旋翼无人飞行器架构及飞行控制的研究现状[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年

3 乔志华;李一波;康绍鹏;朱琼;;基于虚拟现实技术的无人机地面控制站系统设计[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年

4 范启雄;杨威;周家丹;刘菲;;海洋岛屿管理中无人机遥感技术应用研究[A];国家安全地球物理丛书(八)——遥感地球物理与国家安全[C];2012年

5 许云清;孙取;;基于MWC飞控的四旋翼飞行器飞行控制研究[A];全国冶金自动化信息网2014年会论文集[C];2014年

6 谢奉军;张丹平;黄蕾;李莉;;旋翼无人机专利申请现状与技术发展趋势分析[A];探索 创新 交流——第六届中国航空学会青年科技论坛文集(下册)[C];2014年

7 周建兴;邰忠天;巨亚鸽;;高空长航时无人机新能源系统研究[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年

8 陈嘉玮;;美国无人机发展及启示[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年

9 李路路;张鹏;;浅谈无人机民用的发展现状[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年

10 张庆余;李景儒;刘玉伟;;军用无人机的运用与发展[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 姚栋伟;汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的空燃比控制技术研究[D];浙江大学;2010年

3 李姗姗;水下重力辅助惯性导航的理论与方法研究[D];解放军信息工程大学;2010年

4 吕志伟;基于连续运行基准站的动态定位理论与方法研究[D];解放军信息工程大学;2010年

5 蒋贤海;智能远程健康监护系统生理参数数据分析及预报的研究[D];华南理工大学;2011年

6 姜萍;斩波串级调速系统自抗扰控制策略研究[D];华北电力大学;2011年

7 黄国勇;变推力轴线无人机飞行控制技术研究[D];南京航空航天大学;2009年

8 岳海龙;倾转旋翼机倾转时旋翼/短舱/机翼耦合结构气弹响应研究[D];南京航空航天大学;2010年

9 孔卫红;复合式高速直升机若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

10 郭润夏;基于非线性模型的无人直升机自动飞行控制方法研究[D];天津大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 余熠;基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计[D];安徽工程大学;2010年

2 郑伟光;四旋翼无人机飞行姿态控制系统研究[D];长春理工大学;2010年

3 李保强;基于模糊PID的叶腊石烤箱温度控制系统研究[D];郑州大学;2010年

4 孙敬武;基于周期图和神经网络船舶运动预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 李航;小型四旋翼飞行器实时控制系统研究[D];大连理工大学;2010年

6 曾欣欣;基于单摄像头的360度旋转跟踪系统[D];昆明理工大学;2009年

7 华晓波;无人机发射和回收系统结构的力学分析和试验[D];浙江大学;2010年

8 余军;小型客船电力传输系统研究[D];武汉理工大学;2011年

9 唐斌;基于DSP的电动汽车电池管理系统[D];武汉理工大学;2011年

10 张福利;状态空间模型在季节性时间序列中的应用[D];大连海事大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋子善,沈为群;无人直升机综合飞行控制系统设计[J];北京航空航天大学学报;1999年03期

2 龚剑平,朱凤成;IMC-PID控制器参数扩展整定方法的改进[J];北京化工大学学报(自然科学版);2000年03期

3 李科杰,宋萍;微小型无人系统技术在未来战争中的重要意义及发展动向[J];传感器世界;2004年01期

4 张晨;李小民;;无人机飞行控制PID参数的模糊自整定技术研究[J];四川兵工学报;2009年07期

5 冯琦,周德云;军用无人机发展趋势[J];电光与控制;2003年01期

6 聂博文;马宏绪;王剑;王建文;;微小型四旋翼飞行器的研究现状与关键技术[J];电光与控制;2007年06期

7 高振;罗秋凤;;SPI接口与CRC算法在双DSP数据通信中的应用[J];电子产品世界;2011年Z1期

8 陈杰;陈超;周建军;莫钦华;;基于RTOS的小型无人机飞行控制系统[J];电子技术应用;2009年04期

9 刘晓杰;赵晓晖;顾海军;Sanchez Anand;Lozano Rogelio;;微小型四旋翼无人机实时嵌入式控制系统设计与实现[J];电子技术应用;2009年05期

10 高倩 ,徐文;国外微型无人机发展概况[J];飞航导弹;2003年06期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 陈福深;;伺服加速度计用于倾角测量的抗振动实验研究[A];中国惯性技术学会光电技术专业委员会第四次学术交流会暨重庆惯性技术学会第八次学术交流会论文集[C];2000年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 宁东方;无人机自动着陆控制系统的设计与实现研究[D];西北工业大学;2006年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周城镐;;锥筒形倾转包设计计算中的三个理论问题[J];铸造设备研究;1988年01期

2 馬尔 J.普雷斯頓;馮电烜;;盛有液体容器的倾转静力矩[J];重型机械;1964年04期

3 ;25千瓦倾转式电阻炉试制成功[J];科技简报;1981年03期

4 吴成玉;吴镇;;卷纸机叉架倾转机构的设计与计算[J];轻工机械;1991年04期

5 曹芸芸;陈仁良;;倾转旋翼飞行器发动机短舱倾转角度-速度包线分析[J];航空动力学报;2011年10期

6 彭名华;蔡杰;张呈林;;倾转旋翼桨叶空气动力学/结构动力学多学科优化设计研究[J];航空动力学报;2007年06期

7 王仁卉;戴明星;;电子显微镜测角台的使用及有关的数据处理[J];电子显微学报;1986年01期

8 戎咏华,何刚,陈世朴,胡赓祥;系统倾转技术在TEM中的新应用[J];电子显微学报;1998年06期

9 罗东明,昂海松;倾转螺旋桨飞行器桨叶的气动设计研究[J];航空动力学报;2002年05期

10 洪都;;倾转式、停转式和武装无人驾驶直升机[J];直升机技术;2009年01期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 王国祥;;倾转铸造过程数值模拟[A];中国机械工程学会第十一届全国铸造年会论文集[C];2006年

2 王裕文;;透射电镜样品倾转台工作程序[A];第六次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1990年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 岳海龙;倾转旋翼机倾转时旋翼/短舱/机翼耦合结构气弹响应研究[D];南京航空航天大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 于嗣佳;计入倾转铰刚度特性的倾转旋翼机气弹稳定性分析[D];南京航空航天大学;2013年

2 葛文哲;倾转四旋翼飞行器过渡阶段控制系统设计[D];哈尔滨工业大学;2014年

3 宫元;新概念变直径倾转模型旋翼设计及气动特性研究[D];南京航空航天大学;2007年

4 彭立广;倾转重力铸造机优化设计及其浇注控制液压系统研究[D];燕山大学;2013年

5 赵光波;定点倾转式电炉及阀控缸角位移控制系统研发[D];昆明理工大学;2008年

6 宋殿成;倾转四旋翼机过渡阶段控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

7 朱炎周;定点倾转式电炉定量浇注系统研究与开发[D];昆明理工大学;2010年

8 胡镇;倾转定翼四旋翼无人机垂直起降控制系统设计[D];南京信息工程大学;2014年

9 章勇;倾转涵道无人机总体设计与研究[D];南昌航空大学;2012年

10 戴良忠;倾转涵道无人机结构强度分析[D];南昌航空大学;2013年


  本文关键词:倾转定翼四旋翼无人机垂直起降控制系统设计,由笔耕文化传播整理发布。



本文编号:238751

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/238751.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a1834***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com