無人機航跡跟蹤控制方法研究.pdf

1、無人機在民用和軍用領(lǐng)域都有越來越廣泛的應(yīng)用,無人機的發(fā)展也引起了各國的重視,而航跡跟蹤控制在無人機飛行過程中的作用尤為重要,能夠進一步改善無人機的動念性能,為無人機能夠安全地、高效地完成各項任務(wù)提供了有力保障。針對于此,本文對無人機的航跡跟蹤控制方法進行了研究,并對其進行了大量的仿真分析。
　　 首先,為了方便對無人機進行分析,本文介紹了所用的各個坐標(biāo)系以及各個坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。通過分析無人機所受的力及力矩,建立了無人機的6

2、DOF數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用小擾動線性化的基本理論,對無人機分別進行縱向和橫側(cè)向的線性化處理,為本文后續(xù)對無人機航跡跟蹤控制的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 其次,本文對經(jīng)典PID和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法進行了研究,對傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法進行了改進,進一步改善了其自適應(yīng)能力,并分別將兩種控制方法應(yīng)用在了無人機的航跡跟蹤控制中。然后對無人機的縱向航跡跟蹤控制和橫側(cè)向航跡跟蹤控制分別進行了設(shè)計研究,在設(shè)計過程中,通過“先內(nèi)

3、后外”的設(shè)計原則,即先設(shè)計航跡跟蹤的內(nèi)回路--姿態(tài)(俯仰姿態(tài)或傾斜姿態(tài))控制,然后在此基礎(chǔ)上設(shè)計航跡跟蹤的外回路。同時,進行了大量的仿真分析,結(jié)果顯示本文設(shè)計的航跡跟蹤控制能夠很好的跟蹤縱向或橫側(cè)向偏差。
　　 最后,本文設(shè)計了無人機航跡跟蹤仿真平臺,能夠通過三維仿真的效果更加形象的演示無人機的航跡跟蹤過程。同時,針對無人機在既有縱向偏差又有橫側(cè)向偏差的情況,本文通過縱向和橫側(cè)向加權(quán)的方法進行航跡跟蹤,而后,對無人機航跡跟蹤分別