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《哈尔滨工程大学》 2010年
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无人机航迹跟踪控制方法研究

吴国强  
【摘要】: 无人机在民用和军用领域都有越来越广泛的应用,无人机的发展也引起了各国的重视,而航迹跟踪控制在无人机飞行过程中的作用尤为重要,能够进一步改善无人机的动态性能,为无人机能够安全地、高效地完成各项任务提供了有力保障。针对于此,本文对无人机的航迹跟踪控制方法进行了研究,并对其进行了大量的仿真分析。 首先,为了方便对无人机进行分析,本文介绍了所用的各个坐标系以及各个坐标系之间的转换关系。通过分析无人机所受的力及力矩,建立了无人机的6DOF数学模型,在此基础上,应用小扰动线性化的基本理论,对无人机分别进行纵向和横侧向的线性化处理,为本文后续对无人机航迹跟踪控制的研究奠定了基础。 其次,本文对经典PID和BP神经网络PID控制算法进行了研究,对传统BP神经网络PID控制算法进行了改进,进一步改善了其自适应能力,并分别将两种控制方法应用在了无人机的航迹跟踪控制中。然后对无人机的纵向航迹跟踪控制和横侧向航迹跟踪控制分别进行了设计研究,在设计过程中,通过“先内后外”的设计原则,即先设计航迹跟踪的内回路——姿态(俯仰姿态或倾斜姿态)控制,然后在此基础上设计航迹跟踪的外回路。同时,进行了大量的仿真分析,结果显示本文设计的航迹跟踪控制能够很好的跟踪纵向或横侧向偏差。 最后,本文设计了无人机航迹跟踪仿真平台,能够通过三维仿真的效果更加形象的演示无人机的航迹跟踪过程。同时,针对无人机在既有纵向偏差又有横侧向偏差的情况,本文通过纵向和横侧向加权的方法进行航迹跟踪,而后,对无人机航迹跟踪分别进行了纵向和横侧向不同权值情况下的综合仿真,对各仿真结果进行了比较分析。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:V249.1

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 朱雯雯;轮式起降无人机全包线控制律设计技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
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3 马玲;飞机着舰阻拦仿真分析研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 吴为为;无人靶机飞行控制系统余度技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
5 曹智;高超声速无人机基于特征模型的机动飞行控制研究[D];南京航空航天大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 张敏虎;任章;;神经网络辅助高动态GPS/INS组合导航融合算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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5 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
6 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
7 郭志伟;飞机的非线性自修复控制研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 刘强;基于复杂系统的铁路客流预测方法研究[D];中国铁道科学研究院;2008年
9 宋清昆;自适应结构优化神经网络控制研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
10 曾智刚;波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
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3 简金辉;超声辅助硬态切削切屑形态与表面加工质量的试验研究[D];河南理工大学;2010年
4 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【相似文献】
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4 朱雯雯;轮式起降无人机全包线控制律设计技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
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7 李晓君;无人机飞控设计与协同打击地面移动目标仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
8 徐喆垚;无人机非线性姿态控制研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
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10 曹宇;无人机非线性自抗扰控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
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