航拍用小型无人机的飞控系统算法的研究

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小型无人机是一种轻便灵活、成本低、安全可靠的飞行器，在军事和民用领域具有广泛的前景。本文基于土地调查中航拍的需求，对具有高速、长续航特点的小型固定翼无人机控制系统的算法开展技术研究。
　　本文对小型无人机的建模方法进行了研究，利用DATCOM结合三维模型求出了项目组的赛斯纳Extra-300型固定翼无人机的相关气动系数，并且利用机理建模的方法建立了关于此无人机的非线性模型，然后经过配平、解耦、线性化后得到线性模型。为了满足土地调查中无人机在多种风干扰条件下的姿态稳定要求，对小型无人机飞行控制系统中的控制算法进行了研究。针对本文求取的无人机模型，首先采用PID控制算法进行了俯仰角和横滚角的控制律设计，通过数学仿真验证了PID控制器的抗干扰能力较弱。基于航拍无人机对姿态的稳定性要求较高，且空中干扰较多的情况，需要提高无人机的抗干扰能力，因此对H∞控制算法进行了研究。针对俯仰角和横滚角进行了控制律的设计，对基于H∞控制算法设计的控制器的抗干扰能力进行了仿真验证。最后利用项目组的硬件平台，对基于H∞设计的控制器进行了半物理仿真实验，验证了H∞控制器具有较好的跟踪性能和抗干扰能力。

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作者
黄奔;
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作者单位

南京理工大学;

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授予单位南京理工大学;
学科机械工程
授予学位硕士
导师姓名朱欣华;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类无人驾驶飞机;自动控制;
关键词
无人飞机; 飞行控制; 抗干扰技术; 飞控算法;

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