QBALL-X4四旋翼無人機(jī)非線性控制方法研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.pdf

1、四旋翼無人飛行器(四旋翼無人機(jī))能夠自由懸停和垂直起降，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，這些顯著優(yōu)勢(shì)決定其在軍事及民用領(lǐng)域重要的價(jià)值地位。四旋翼無人機(jī)是四輸入六輸出欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，是典型的非線性系統(tǒng)，具有多變量、非線性、強(qiáng)耦合和對(duì)干擾敏感的特性。
　　本碩士論文針對(duì)四旋翼無人機(jī)的非線性特性，重點(diǎn)研究了動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)非線性數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了三種不同控制方法的飛行控制器，其中非線性方法包括滑?？刂?SMC)方法和反步控制(BSC)方法，線性方法包括線性

2、二次型調(diào)節(jié)器(LQR)的方法；并通過MATLAB/Simulink仿真機(jī)實(shí)際飛行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證所提算法的有效性。
　　首先，簡(jiǎn)要介紹了QBALL-X4四旋翼無人機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)及牛頓-歐拉方程，建立了QBALL-X4無人機(jī)的六自由度非線性動(dòng)態(tài)方程，然后介紹了其中關(guān)鍵部件、電機(jī)的動(dòng)態(tài)模型以考慮系統(tǒng)作動(dòng)器的動(dòng)態(tài)特性。其次，針對(duì)QBALL-X4無人機(jī)的非線性特性、及控制目標(biāo)要求控制器具有較好的魯棒特性，故提出一種基于滑?？刂品?/p>