農(nóng)用遙感固定翼無人機(jī)飛行姿態(tài)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、近幾年，隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化步伐的不斷推進(jìn)，越來越多的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)嘗試使用無人機(jī)來進(jìn)行農(nóng)作物長勢監(jiān)測。與其他傳統(tǒng)監(jiān)測方式相比，使用無人機(jī)具有效率高、成本低和安全環(huán)保等優(yōu)勢。目前使用的農(nóng)用無人機(jī)大多以多旋翼無人機(jī)和無人直升機(jī)為主，這兩類無人機(jī)雖然在一定程度上提高了監(jiān)測效率，但在載重量和巡航時(shí)間上與固定翼無人機(jī)相比還有一定的差距。固定翼無人機(jī)具有低空低速、載重量大、穩(wěn)定可靠和巡航時(shí)間長的特點(diǎn)，彌補(bǔ)了旋翼無人機(jī)在載重量和巡航時(shí)間上的不足，對于提高監(jiān)

2、測效率、節(jié)約資源成本具有現(xiàn)實(shí)意義。要使農(nóng)用無人機(jī)高效安全的執(zhí)行監(jiān)測任務(wù)，就必須對其飛行姿態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)的控制。
　　本文將小型固定翼無人機(jī)作為研究對象，基于飛行控制理論，設(shè)計(jì)了無人機(jī)飛行姿態(tài)控制系統(tǒng)的整體技術(shù)架構(gòu)，并開展了深入的研究。首先，以無人機(jī)機(jī)翼為計(jì)算模型，流體力學(xué)分析軟件(Fluent)為計(jì)算工具，對該型實(shí)驗(yàn)無人機(jī)的氣動性做了分析，得出了氣動參數(shù)。通過分析氣動參數(shù)，確定該無人機(jī)氣動性良好，可以滿足本文的實(shí)驗(yàn)要求。其次，根據(jù)氣動

3、性分析所得結(jié)果和無人機(jī)機(jī)體參數(shù)，結(jié)合無人機(jī)飛行控制理論中六自由度運(yùn)動方程，通過小擾動原理的線性化建模方法，得出了無人機(jī)的縱向和橫側(cè)向運(yùn)動的空間狀態(tài)模型。在建立的運(yùn)動模型基礎(chǔ)之上，對無人機(jī)飛行姿態(tài)控制系統(tǒng)的俯仰角控制、高度控制、滾轉(zhuǎn)角控制和偏航角控制運(yùn)用模糊PID的控制策略進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后，利用Simulink仿真工具對所設(shè)計(jì)的各姿態(tài)角控制回路及高度控制回路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，所得到的結(jié)果表明:該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、響應(yīng)迅速，表現(xiàn)出了魯棒性較強(qiáng)的特點(diǎn)