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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 189 毫秒
1.
为实现四旋翼无人机的自主飞行控制,以自主研发的四旋翼无人机为研究对象,设计了速度控制系统;该速度控制系统采用加速度计、角速率陀螺仪和GPS测量数据,并设计卡尔曼滤波器来抑制传感器噪声,同时估计无法测得的状态变量;为了减小无人机的建模误差并提高控制系统鲁棒性,采用了模型参考滑模控制理论设计速度控制器;实验结果表明,该速度控制系统具有良好的跟踪和稳定性能.  相似文献   

2.
四旋翼无人机是一种性能优越的垂直起降无人飞行器,能够实现悬停、低速飞行、垂直起降等功能,在军事和民用方面具有重要价值。针对四旋翼无人机的控制系统设计问题,首先分析介绍了四旋翼无人机飞行原理,对其建立动力学模型和运动学模型,然后进行了基于PID控制的控制系统设计,控制系统采用四通道、多闭环的控制结构,包括无人机的姿态控制与轨迹控制。在MATLAB中进行无人机控制系统仿真实现。仿真结果表明,本文所设计的控制系统,能够有效地实现四旋翼无人机的姿态控制、轨迹控制,具有良好的控制精度与响应速度。  相似文献   

3.
《软件》2020,(1):143-147
近年来,随着微控制芯片技术的发展,无人机控制技术也愈发成熟,用途也越来越广泛。无论在军用,商用,民用方面都有不错的发展。四旋翼无人机姿态的控制是无人机控制的核心。四旋翼无人机的动力学模型具有多变量、强耦合、非线性和不确定性等多种因素,使其成为了控制领域比较典型的热门控制对象,越来越多地用来各种控制理论与算法的研究与认证[2-5]。本文对四旋翼无人机进行动力学建模,借助matlab/Simulink搭建实验仿真平台,验证PID控制算法的有效性以及控制系统的抗干扰能力。  相似文献   

4.
本文针对四旋翼无人机研究了鲁棒反步姿态控制策略.由于四旋翼无人机结构复杂,其非线性数学模型难以精确建立,因此在控制器设计过程中需要综合考虑模型不确定性、未知外部干扰、输入饱和以及姿态受限等因素.针对模型中的不确定项,使用神经网络进行逼近;对于外部未知干扰,使用非线性干扰观测器进行补偿;使用双曲正切函数逼近饱和函数,解决输入饱和问题;同时使用界限Lyapunov函数设计控制器,确保姿态满足限制条件.最后,设计四旋翼无人机反步姿态控制器,并根据Lyapunov稳定性定理证明了闭环控制系统的有界稳定.仿真结果表明了所研究控制方法的有效性.  相似文献   

5.
为了满足无人机在实际飞行过程中的虚实交互、实时响应和精确控制等要求,以四旋翼无人机的飞行过程作为任务需求,提出基于数字孪生技术的四旋翼无人机飞行过程仿真研究。搭建了四旋翼无人机飞行数字孪生系统架构,分析了数字孪生体仿真数据的流向及其作用,并对四旋翼无人机飞行数字孪生系统的功能和意义进行了介绍。从几何、物理、行为和规则等四个方面融合构建了四旋翼无人机的数字孪生体模型。最后进行了四旋翼无人机巡航过程的案例研究,通过仿真案例中的各项参数分析,考察了虚实无人机之间的交互性,证明了数字孪生体模型的精确性,验证了四旋翼无人机飞行数字孪生系统的可行性。  相似文献   

6.
潘海珠 《计算机仿真》2012,29(5):98-102,218
研究四旋翼(Quadrotor)无人机导航控制问题。针对传统的四旋翼无人机导航控制方法的目标定位误差和实时性差问题,提出了基于CLOS技术的导航控制方法。采用CLOS技术所开发的导航控制系统使得四旋翼无人机能够在移动停机坪完成自主导航和着陆的任务,并详细研究了导航控制系统的设计和仿真。仿真结果显示了所设计的导航控制系统的性能和有效性,可应用于四旋翼无人机的实时导航。  相似文献   

7.
本文通过数学建模进行动力学系统分析,研究实现了基于硬件和软件的四旋翼无人机飞控系统。首先、构建了四旋翼无人机动力学模型并进行理论分析;其次、设计了无人机机架,对各组成模块进行测试、分析和试验;再次、通过集成软硬件实现了无人机飞控系统并进行飞行测试;最后、实验结果表明,实现的无人机飞控系统取得了较好的飞控效果,具有灵敏性强、稳定性高,总体性能优良等优点。  相似文献   

8.
针对现有仿真教学平台在开展对四旋翼无人机控制仿真教学时存在的问题,引入虚拟现实技术开展对四旋翼无人机控制仿真教学平台的设计研究。首先,利用MATLAB和Java设计四旋翼无人机控制仿真教学平台结构框架;其次,对平台中所需的无人机、蓝牙、通信芯片等硬件选型;最后,利用虚拟现实技术构建四旋翼无人机控制模型。通过对比实验证明,新的仿真教学平台可以实现对无人机控制飞行轨迹的直观展示,对于提高仿真教学质量具有重要的意义。  相似文献   

9.
针对传统的PID控制方法在对四旋翼无人机进行控制时动态响应差,抗干扰能力低等局限性,不能够满足高精度要求的四旋翼无人机应用场合的问题。本文以四旋翼无人机的姿态控制为研究对象,通过采用基于伪微分反馈(PDF)控制策略来设计其飞行控制器,以提高动态响应性能和抗干扰能力。在对四旋翼无人机数学建模的基础上,将PDF控制策略引入到四旋翼姿态控制中,提出基于四旋翼无人机对象的PDF控制设计方法,并分别完成PID、PDF控制器的设计和动态仿真。通过对仿真结果比较、分析表明PDF控制与PID姿态控制器相比,系统超调量小,具有更好的鲁棒性和抗干扰能力。  相似文献   

10.
基于图论法的四旋翼三角形结构编队控制   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对四旋翼无人机编队控制,提出了一种基于图论法的四旋翼三角形结构编队.本文将四旋翼无人机编队整体视为一幅有向图,四旋翼为有向图中的点,四旋翼间的距离及通讯状态为有向图的边;结合Leader-Follower理论,通过相应的距离反馈控制律对领航者和跟随者设计不同的控制策略;进而使三架四旋翼无人机彼此间相对的距离收敛到一个稳定的值,最终形成一个固定的三角形结构编队.仿真研究和结果验证了本文提出编队控制策略的有效性和优越性.  相似文献   

11.
为提高四旋翼无人机在风扰条件下的抗扰能力和控制精度,提出一种利用遗传算法优化模糊控制器规则以提高控制器性能的方法。首先,对自然条件下风速的变化特性进行分析,建立相应的数学模型,并将其作为环境噪声引入系统。在四旋翼无人机动力学模型的基础上,设计模糊PID控制器对其进行控制。同时,对模糊控制器中的模糊子集进行基因编码,设计改进型遗传算法来实现对模糊规则的再整定与优化。在Matlab/Simulink仿真环境下的实验结果表明,该算法有效地提高了四旋翼无人机在面对复杂干扰时的抗扰能力和控制精度。  相似文献   

12.
《Advanced Robotics》2013,27(3-4):307-326
In this paper, we present the development of a quad-rotor tail-sitter unmanned aerial vehicle (UAV) that is composed of quad rotors and a fixed wing. The developed UAV can hover like a quad-rotor helicopter and can fly long distance like a fixed-wing airplane. The main wing of the developed UAV is taken from a commercially available radio-controlled airplane and other parts such as the body frame are newly developed. A microcomputer, various sensors and a battery are mounted on the UAV for autonomous flight without any support from a ground system. Attitude and altitude control systems are developed for the UAV. In order to verify the designed controller, a three-dimensional flight simulator of a quad-rotor tail-sitter UAV is developed by use of MATLAB/Simulink. This paper also describes attitude control experiments. The results show that the propeller slipstream has a negative influence on attitude control. Solutions for the negative influence of the propeller slipstream are also discussed in this paper.  相似文献   

13.
This paper presents a system identification method to derive accurate mathematical models for an unmanned circulation control aerial vehicle (UC$^{2}$AV) that account for the effects of circulation control (CC) on the vehicle dynamics. The X-plane flight simulator and the CIFER system identification software are utilized to first derive simulation models to verify and validate the proposed system identification methodology. This is followed by flight tests to derive mathematical models and stability derivatives for the aircraft with CC-on and CC-off. Flight tests indicate a nose down pitching moment effect induced by CC, which in turn alter the UAV trim values and dynamics. Analysis of the two sets of mathematical models reveal that CC changes the longitudinal trim values and improves the lateral maneuverability of the UAV. Verification experiments indicate an acceptable match between the derived models and UAV dynamics by calculating root mean square (RMS) error values and by quantifying the model predictive ability through calculating the Theil inequality coefficient (TIC).  相似文献   

14.
通过分析四旋翼无人机动力学模型并获取实际参数,利用hp自适应Radau伪谱法(Radau pseudospectral method RPM)优化四旋翼无人机避障轨迹。hp自适应RPM利用Legendre-Gauss-Radau(LGR)点将连续最优控制问题转化为非线性规划问题,根据不同点处的误差进行自适应的细化区间或增加配点,以最快的速度逼近状态变量和控制变量。根据仿真结果显示,在以轨迹最短为目标的情况下,hp自适应RPM效率较高,目标轨迹更短,优化结果较为满意。  相似文献   

15.
This article presents the contact force control approach for a quad-rotor system to perform tasks of interacting with the environment. The hovering capability of the quad-rotor system allows the force in the altitude direction to be regulated by realizing the impedance function. To obtain the better force control performance, inherent and external disturbances to the quad-rotor system are suppressed by designing the acceleration-based disturbance observer (AbDOB). Force tracking impedance control is applied to regulate the contact force to the environment. Simulation studies of force tracking control for changing a light bulb on the ceiling are performed to evaluate the feasibility of the proposed force control task for a quad-rotor system.  相似文献   

16.
This paper focuses on the robust attitude control of a novel coaxial eight-rotor unmanned aerial vehicles (UAV) which has higher drive capability as well as greater robustness against disturbances than quad-rotor UAV. The dynamical and kinematical model for the coaxial eight-rotor UAV is developed, which has never been proposed before. A robust backstepping sliding mode controller (BSMC) with adaptive radial basis function neural network (RBFNN) is proposed to control the attitude of the eightrotor UAV in the presence of model uncertainties and external disturbances. The combinative method of backstepping control and sliding mode control has improved robustness and simplified design procedure benefiting from the advantages of both controllers. The adaptive RBFNN as the uncertainty observer can effectively estimate the lumped uncertainties without the knowledge of their bounds for the eight-rotor UAV. Additionally, the adaptive learning algorithm, which can learn the parameters of RBFNN online and compensate the approximation error, is derived using Lyapunov stability theorem. And then the uniformly ultimate stability of the eight-rotor system is proved. Finally, simulation results demonstrate the validity of the proposed robust control method adopted in the novel coaxial eight-rotor UAV in the case of model uncertainties and external disturbances.   相似文献   

17.
为了实现固定翼无人机低速平稳着陆的目的,以某型无人机为例,阐述以计算流体动力学(CFD)方法求解固定翼无人机气动力系数的过程,即构建飞机几何模型、设定计算域并划分网格、基于非耦合隐式求解器求解在K-E湍流模型下各飞行状态的气动系数.提出以较大迎角低速滑翔降落的着陆控制方法,基于求解的气动特性,计算飞机降落前的理想状态,并基于状态反馈的纵向控制律实现着陆控制.在Simulink环境中,基于AeroSim工具箱构建仿真程序,验证了方法的有效性.  相似文献   

18.
本文主要针对利用四旋翼无人机清洗绝缘子时受到的回冲力干扰及姿态控制问题,提出了一种用于清洗绝缘子的无人机抗回冲力控制方法.对于无人机系统,本文运用非线性控制方法中的反步法来设计姿态控制器,使其达到输入状态稳定,并对外部扰动具有鲁棒性.本文首先根据无人机运动模型建立了其动力学方程.之后,运用动量定理和流体力学中的伯努利方...  相似文献   

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