基于迭代學(xué)習(xí)的無(wú)人機(jī)的軌跡跟蹤控制.pdf

1、四旋翼直升機(jī)這個(gè)概念出現(xiàn)由來(lái)已久，最早起源于1907年，早期由于相關(guān)技術(shù)都不夠成熟，發(fā)展較為緩慢。隨著近年來(lái)空中機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，以及它自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，四旋翼直升機(jī)逐漸展現(xiàn)出其巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。
　　由于四旋翼直升機(jī)自身為非線性系統(tǒng)，各通道間具有強(qiáng)耦合特性，這使其飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。此外，四旋翼飛行器逐漸趨于小型化發(fā)展，在其控制器中多采用體積小巧，功耗更低的MEMS傳感器，由于制造工藝的原因，傳感器的測(cè)量值

2、有較大偏差，所以除了要設(shè)計(jì)良好的控制算法之外，對(duì)傳感器進(jìn)行分析、標(biāo)定和多傳感器的數(shù)據(jù)融合也顯得尤為重要。本文對(duì)控制和數(shù)據(jù)處理兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)研究。
　　論文介紹了四旋翼飛行器的基本飛行原理以及課題后續(xù)工作需要用到的基礎(chǔ)知識(shí)，并按照相關(guān)知識(shí)建立四旋翼動(dòng)力學(xué)模型。采用迭代學(xué)習(xí)的控制算法，依據(jù)四旋翼直升機(jī)的簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)合卡爾曼濾波的最優(yōu)估計(jì)特性，估計(jì)出系統(tǒng)的重復(fù)性擾動(dòng)和未建模誤差。選取基于時(shí)域內(nèi)二次性能函數(shù)離散方程的最優(yōu)迭代學(xué)

3、習(xí)算法，對(duì)估計(jì)出的模型誤差進(jìn)行擾動(dòng)補(bǔ)償，并用Matlab軟件仿真進(jìn)行學(xué)習(xí)算法的評(píng)估，通過(guò)仿真給出了四旋翼無(wú)人機(jī)的各種軌跡下的跟蹤結(jié)果，證明了算法的有效性。
　　本文還搭建了四旋翼無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并對(duì)所使用的傳感器進(jìn)行了標(biāo)定，濾波處理，在硬件平臺(tái)上進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)工作，驗(yàn)證整體濾波性能的好壞，給出數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果，并針對(duì)飛行器在飛行過(guò)程中會(huì)有傳感器數(shù)據(jù)采集異常以及有大機(jī)動(dòng)的情況，運(yùn)用卡方檢驗(yàn)的方法進(jìn)行故障檢測(cè)和隔離，數(shù)據(jù)結(jié)