当前位置:主页 > 科技论文 > 航空航天论文 >

无人机三轴稳定云台智能控制算法的研究

发布时间:2017-04-09 02:32

  本文关键词:无人机三轴稳定云台智能控制算法的研究,由笔耕文化传播整理发布。


【摘要】:无人机(UAV)低空遥感技术是当今国内外热点研究课题之一,而稳定云台是其中必不可少的组成部分。高精度的稳定云台能够有效隔离载体的扰动,保持机载相机视轴的稳定,在获取高质量的低空遥感影像上发挥着重要作用。云台技术还广泛应用在目标探测系统、导弹与动能武器的精确导引系统、无人机(舰载机)的自主着陆(着舰)控制系统等。因此,发展高精度的云台技术,对我国经济建设与国防建设具有重要意义。本文针对无人机三轴稳定云台控制问题,开展如下研究工作: (1)针对小型低空无人机遥感系统,建立了三轴稳定云台的数学模型。以无人机三轴稳定云台为研究对象,对其结构进行了详细地分析,建立了地面、载体、视线和各框架转动系统的坐标系,依据牛顿力学原理建立了云台数学模型,分析了三轴稳定云台的各种扰动因素,为后续的精确控制奠定基础。并用经典PID对其进行仿真控制。 (2)针对经典PID结构简单,不能满足复杂系统控制精度要求等问题,提出了PSO优化的三轴稳定云台模糊PID控制系统。该系统适应性强、响应速度快且具有全局优化功能等特点。仿真结果表明,该系统稳态精度比经典PID系统有显著提高,而且系统无超调,调节时间短,能够根据实时变化来调整参数,对三轴稳定云台具有良好的控制效果。 (3)针对三轴稳定云台复杂的干扰因素,提出了基于自适应Kalman滤波的模糊PID控制算法。在系统中引入了自适应Kalman滤波技术,采取极大后验(MAP)噪声估计器Sage-Husa来估计干扰噪声的均值和方差。仿真实验表明,基于自适应Kalman滤波的模糊PID控制算法可以有效抑制系统的控制噪声和测量噪声,提高了系统性能,有效地减少了系统误差。
【关键词】:三轴稳定云台 PID控制系统 模糊控制系统 粒子群优化算法 Kalman滤波器
【学位授予单位】:集美大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:V279;TP273
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 第1章 绪论8-13
  • 1.1 研究的背景和意义8-9
  • 1.2 国内外研究现状9-10
  • 1.2.1 国外研究现状9
  • 1.2.2 国内研究现状9-10
  • 1.3 稳定云台控制研究概述10-12
  • 1.4 论文研究内容12-13
  • 第2章 三轴云台数学模型建立与分析13-20
  • 2.1 引言13
  • 2.2 三轴云台结构分析13-15
  • 2.3 三轴云台数学模型15-18
  • 2.4 三轴云台扰动因素18-19
  • 2.5 本章小结19-20
  • 第3章 三轴云台的 PID 控制20-25
  • 3.1 引言20
  • 3.2 经典的 PID 控制20-21
  • 3.3 数字 PID 控制器的两种形式21-23
  • 3.4 云台 PID 仿真分析23-24
  • 3.5 本章小结24-25
  • 第4章 三轴云台的模糊 PID 控制25-42
  • 4.1 引言25
  • 4.2 模糊控制器设计25-31
  • 4.2.1 模糊控制器的结构25
  • 4.2.2 模糊规则库25-27
  • 4.2.3 模糊推理机27-28
  • 4.2.4 模糊器28-29
  • 4.2.5 解模糊器29-31
  • 4.3 模糊 PID 控制器31-32
  • 4.4 PSO 优化的模糊 PID 控制32-35
  • 4.5 三轴稳定云台的模糊 PID 控制35-41
  • 4.5.1 云台模糊 PID 控制器设计35-39
  • 4.5.2 模糊 PID 仿真结果分析39-41
  • 4.6 本章小结41-42
  • 第5章 基于 Kalman 滤波的模糊 PID 控制42-48
  • 5.1 引言42
  • 5.2 Kalman 滤波42-44
  • 5.3 基于 Kalman 滤波的模糊 PID 控制44
  • 5.4 云台的基于 Kalman 滤波的模糊 PID 控制仿真44-46
  • 5.5 本章小结46-48
  • 第6章 总结与展望48-50
  • 6.1 论文的工作总结48
  • 6.2 问题与展望48-50
  • 致谢50-51
  • 参考文献51-54
  • 在学期间发表的学术论文54
  • 参与的科研项目及成果54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 阎洁,唐建中,史维祥,吴凤高;FUZZY控制在舰载雷达稳定平台伺服系统中的应用[J];兵工学报;1999年02期

2 朱培申,王合龙,姜世发;陀螺稳定平台框架伺服系统变结构控制器的设计和仿真[J];电光与控制;1998年02期

3 石红生,卢广山;一种新型状态观测器在陀螺稳定平台中的应用[J];电光与控制;1999年01期

4 马静波,杨洪耕;自适应卡尔曼滤波在电力系统短期负荷预测中的应用[J];电网技术;2005年01期

5 杨英;;无人机的侦察、监视用有效载荷现状与发展动向[J];飞航导弹;2007年01期

6 王连明,葛文奇,谢慕君;陀螺稳定平台速度环的一种神经网络自适应控制方法[J];光电工程;2001年04期

7 徐晓霞;;机载光电跟踪系统的模糊PID控制[J];电子设计工程;2012年02期

8 贾平,张葆;航空光电侦察平台关键技术及其发展[J];光学精密工程;2003年01期

9 臧晓京;朱爱平;;国外机载传感器转塔的发展与应用[J];飞航导弹;2010年12期

10 刘建东,张栾英,谷俊杰;数字PID控制系统的鲁棒性分析与设计[J];华北电力大学学报;2003年06期


  本文关键词:无人机三轴稳定云台智能控制算法的研究,由笔耕文化传播整理发布。



本文编号:294278

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/294278.html


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

版权申明:资料由用户b8ed7***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