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《南京航空航天大学》 2011年
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无人机自主飞行控制系统的设计

张立珍  
【摘要】:由于无人机摆脱了人承受能力等的束缚,能够在不确定的对象和环境条件下执行高危险任务,具有有人驾驶飞机无法比拟的优越性,因此,无人机的研究已广泛受到各个国家的重视。本文主要围绕无人机自主飞行控制技术,分别在以下几个方面进行了研究 第一部分,参照X-系列验证机的飞行运动特性,建立了无人机六自由度非线性数学模型。进而,根据面向对象的模块化设计思想,分别建立了无人机各运动环节的动力学模型,并在Simulink中将各部分有机地组合起来,最终得到了能够较真实地反映无人机动态特性的仿真模型。 第二部分,对无人机自主飞行控制律的算法从纵向和橫侧向两个方面进行了重点研究。针对动态逆和轨迹线性化控制算法的不足,分别提出了改进型动态逆算法和基于函数连接神经网络的轨迹线性化控制算法,并将最优广义预测控制算法应用于无人机橫侧向控制中。经仿真表明,集成这些控制算法的控制器的控制性能良好。 第三部分,为了最大限度上实现无人机的自主控制,结合Saridis教授的分层递阶结构思想及仿人智能控制思想,提出了一种基于多智能体的无人机自主飞行控制系统的分层递阶结构,并对结构中的任务管理部分、决策协调部分和控制执行部分智能体的结构和功能进行了详细地设计。然后,利用Matlab中的有限状态机图形实现工具Stateflow对无人机自主飞行控制系统的工作逻辑进行了仿真,还针对多智能体间的通信问题做了探讨。 第四部分,利用两个虚拟现实仿真软件Creator和Vega,并绑定VC++ 6.0,开发了无人机自主飞行的三维视景仿真软件,生动地演示了无人机自主飞行的全过程。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:V279;V249.1

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【引证文献】
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1 郑峰婴;龚华军;王新华;;小型舰载无人机侧向自主着舰引导技术[J];南京航空航天大学学报;2013年01期
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1 程路;近空间飞行器鲁棒自适应协调控制研究[D];南京航空航天大学;2011年
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1 徐晓鹏;基于DSP的无人机飞控系统的设计[D];南昌航空大学;2012年
2 杨玉蕾;民机自动飞行系统工作模式研究[D];南京航空航天大学;2012年
3 张宁;面向无人机航电仿真系统的多模态控制逻辑设计与实现[D];电子科技大学;2013年
【参考文献】
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1 罗辑,曹建国;广义预测控制GPC的发展与现状[J];四川兵工学报;2003年04期
2 曾佳;申功璋;;一种无人机自主变步长航迹规划方法[J];弹箭与制导学报;2008年06期
3 黄敏,佟振声;分布式多Agent系统的研究[J];电力情报;2002年01期
4 淳于江民,张珩;无人机的发展现状与展望[J];飞航导弹;2005年02期
5 方晓,雷金奎,刘志刚;小型无人侦察机飞行控制系统设计[J];飞行力学;2004年01期
6 赵利辉;马礼;;基于MAS的协作Agent间的联盟策略研究[J];中北大学学报(自然科学版);2007年S1期
7 王英勋;蔡志浩;;无人机的自主飞行控制[J];航空制造技术;2009年08期
8 周三元;MAS环境下多agent冲突与协商及其在教学科研中的应用[J];四川教育学院学报;2003年03期
9 刘昆,叶许红,颜钢锋;函数连接神经网络在CSTR系统仿真中的应用[J];系统仿真学报;2002年04期
10 李军,王绍棣,常建刚,孙知信,王汝传;基于Vega的视景驱动软件的分析与设计[J];系统仿真学报;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈谋;不确定非线性综合火力/飞行/推进系统鲁棒控制方法研究[D];南京航空航天大学;2004年
2 朱亮;空天飞行器不确定非线性鲁棒自适应控制[D];南京航空航天大学;2006年
3 陈永亮;飞机大迎角非线性动力学特性分析与控制[D];南京航空航天大学;2007年
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1 潘邦传;多Agent系统组织结构和协同研究及其应用[D];合肥工业大学;2002年
2 刘冠邦;武装直升机智能自主式飞行控制系统设计研究[D];南京航空航天大学;2005年
3 杜金刚;基于动态逆方法的飞行控制系统设计与仿真[D];西北工业大学;2006年
4 宋海燕;基于多Agent的空天飞行器的姿态控制[D];南京航空航天大学;2007年
5 朱秋芳;歼击机超机动飞行控制及多机协同多目标攻击技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
6 王德瀚;基于MAS的智能控制系统研究[D];哈尔滨理工大学;2007年
7 王峰;无人机飞行运动建模与自主飞行控制技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
【共引文献】
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1 李锋;齐晓慧;李玉辉;;无人驾驶动力伞飞行控制系统的设计[J];兵工自动化;2008年02期
2 王芳;钱承山;;基于非线性干扰观测器的超机动飞行轨迹线性化控制[J];兵工自动化;2010年07期
3 李冀鑫;;飞机俯仰姿态的μ鲁棒控制[J];兵工自动化;2011年03期
4 陈淼;王道波;盛守照;徐扬;;无人旋翼机自主滑行起飞建模与控制[J];兵工自动化;2011年09期
5 陈洁;王道波;盛守照;陈淼;;基于侧偏修正的无人驾驶旋翼机转弯飞行控制[J];兵工自动化;2012年01期
6 鲁可;袁锁中;刘曌;钱秋朦;;基于动态逆与QFT的鲁棒飞行控制器[J];兵工自动化;2012年05期
7 王林林;高歌;;碟形飞行器纵向飞行品质[J];北京航空航天大学学报;2008年12期
8 王林林;高歌;;碟形飞行器横航向飞行品质[J];北京航空航天大学学报;2009年07期
9 张晶;申功璋;杨凌宇;;基于逆动力学和重心估计的飞行控制系统设计[J];北京航空航天大学学报;2009年11期
10 柴雪;王钢林;武哲;;飞翼布局飞行器副翼性能及重构分析[J];北京航空航天大学学报;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张晨曦;樊鹏辉;王新华;蔡开元;;可垂直起降和高速前飞飞行器模态转换控制律设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 庄益夫;陈洁;潘长鹏;;一类高超声速飞行器的建模及非线性控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
3 贾建芳;;低成本MIMU/GPS组合导航系统的序贯滤波技术[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
4 闫溟;白鹏;石永彬;李建华;李茂强;;飞翼布局横航向控制增稳方法研究[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
5 何湘智;周伟;刘东;阎晓鹏;;基于PXI的某型飞机电传操纵系统检测仪设计[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
6 刘爽;;影响飞机平衡性试飞因素的验证与分析[A];2012航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2012年
7 黄照协;李青;;基于PC机的飞控系统纵向控制通道仿真模型研究[A];江苏省系统工程学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
8 吕智慧;吴世通;;平流层飞艇的飞行控制方案探讨[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十九次学术会议论文集(下册)[C];2006年
9 ;Nonlinear Modelling and Adative backstepping control Design for One Hypersonic Aircraft[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
10 乔志华;李一波;康绍鹏;朱琼;;基于虚拟现实技术的无人机地面控制站系统设计[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 毕胜;变结构飞行器的多刚体建模和姿态控制[D];中国科学技术大学;2010年
2 王倩;高超声速飞行器飞行控制系统设计方法与仿真研究[D];复旦大学;2011年
3 彭涛;探空火箭仿真及协同设计系统关键技术研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
4 黄国勇;变推力轴线无人机飞行控制技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 薛雅丽;基于轨迹线性化方法的近空间飞行器鲁棒自适应控制研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 贺成龙;可重复使用运载器亚轨道上升段制导与控制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 李红梅;智能优化方法在电力系统调频中的应用研究[D];上海交通大学;2011年
8 陈小庆;高超声速滑翔飞行器机动技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 韩鹏鑫;可重复使用助推器的导航、制导与控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 文杰;非仿射非线性不确定系统的自适应模糊控制研究及应用[D];南京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苗晋玲;基于ARM的三自由度直升机嵌入式控制系统设计[D];南昌航空大学;2010年
2 吴国强;无人机航迹跟踪控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴鑫;舰载机自动着舰控制系统设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 徐永旺;无人机自动驾驶仪设计及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李超;基于改进蚁群算法的露天矿运输系统优化研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 鞠晓洁;基于Multigen Vega的SAR图像生成仿真系统研究[D];中国海洋大学;2010年
7 丁家振;基于DFR的多Agent社会行为机制及应用研究[D];苏州大学;2010年
8 王成龙;模糊控制在无人侦察机稳定平台中的应用研究[D];合肥工业大学;2009年
9 李慎霞;小型无人机飞行控制系统重构设计[D];浙江大学;2011年
10 华晓波;无人机发射和回收系统结构的力学分析和试验[D];浙江大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘强;袁锁中;;基于TECS|H_□的无人机纵向着舰系统设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年01期
2 冯跃强,王彬,蔡伯根;GPS/GLONASS组合定位导航技术的测试[J];北京交通大学学报;2005年02期
3 李秋月,李忠应;倾斜转弯导弹制导与控制系统评述[J];北京航空航天大学学报;1993年03期
4 宫民,张宇宏,王行仁;SBD技术及其在自动飞行系统设计中的应用[J];北京航空航天大学学报;1999年03期
5 王俊彩;王福平;侯瑞峰;王成;;基于BMP085的一种便携式海拔高度测量系统设计[J];传感器与微系统;2011年12期
6 吕书强;晏磊;张兵;杨绍文;焦健;赵红颖;秦其明;曾琪明;;无人机遥感系统的集成与飞行试验研究[J];测绘科学;2007年01期
7 马向玲;雷宇曜;孙永芹;刘东鑫;;有人/无人机协同空地作战关键技术综述[J];电光与控制;2011年03期
8 周建锁,刘志远,裴润;一种非线性连续预测变结构控制方案[J];电机与控制学报;2000年04期
9 杨天祥;吴梅;刘小刚;;定量反馈理论在导弹飞行控制系统设计中的应用[J];弹箭与制导学报;2006年03期
10 宗群;刘文静;窦立谦;;基于支持向量机的鲁棒故障诊断方法研究[J];弹箭与制导学报;2007年03期
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1 李智斌;李果;王大轶;李勇;;近空间飞行器动力学与控制的研究现状及难点[A];动力学与控制及航天应用[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 都延丽;近空间飞行器姿态与轨迹的非线性自适应控制研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 周长义;三轴飞行仿真转台控制系统设计与控制算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
3 田英杰;支持向量回归机及其应用研究[D];中国农业大学;2005年
4 苏成利;非线性模型预测控制的若干问题研究[D];浙江大学;2006年
5 刘小刚;自主式飞行控制关键技术研究[D];西北工业大学;2006年
6 陈薇;非线性预测控制快速算法的研究与应用[D];中国科学技术大学;2007年
7 肖存英;临近空间大气动力学特性研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐永旺;无人机自动驾驶仪设计及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孙雨;小型无人机通信系统的研究与构建[D];华南理工大学;2011年
3 曲晓雷;基于ARM-Linux的空中机器人嵌入式飞控系统实现研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 谢娟;基于DoDAF的无人机飞行管理计算机系统体系结构研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 刘瑾;无人机起降光电信号方位角测量系统研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 钟佳朋;四旋翼无人机的导航与控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 孟繁鹏;飞行管理仿真系统设计与分析[D];上海交通大学;2011年
8 谢亚荣;空投任务下翼伞建模与飞行控制研究[D];南京航空航天大学;2011年
9 郑雷;无人机余度飞行控制计算机设计及研究[D];南京航空航天大学;2011年
10 姬猛;推力不对称时民机飞行控制律重构技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
【二级引证文献】
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1 邓力;陈明;;从人与人的战争到人与机的战场——论舰载无人机的战略功能[J];北京劳动保障职业学院学报;2014年02期
2 李楠;张振武;;舰载无人机干扰载荷转发干扰技术研究[J];中国电子科学研究院学报;2014年04期
3 李臣亮;刘燕斌;彭福军;陆宇平;陈建军;;基于保护映射理论的控制系统自适应调参算法[J];信息与控制;2014年02期
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1 傅健;近空间飞行器非线性飞控系统鲁棒滑模控制[D];南京航空航天大学;2013年
2 杨成顺;多旋翼飞行器建模与飞行控制技术研究[D];南京航空航天大学;2013年
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1 刘辉邦;面向偏振光传感器的无人机导航平台开发[D];大连理工大学;2013年
【二级参考文献】
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1 范子强,方振平;超机动飞机的非线性飞行控制研究[J];北京航空航天大学学报;2000年04期
2 邱晓红,廖芳;无人战斗机飞行管理与控制系统分析[J];北京航空航天大学学报;2000年05期
3 沈毅,于晓敏,李爱军;无人直升机的动态逆模糊集成控制[J];北京航空航天大学学报;2003年12期
4 申功璋,郝健康,彭可茂,张明廉;综合飞行/推力矢量控制系统设计与仿真[J];北京航空航天大学学报;1998年03期
5 宋子善,沈为群;无人直升机综合飞行控制系统设计[J];北京航空航天大学学报;1999年03期
6 朱森元;单级入轨运输器的发射技术研究[J];导弹与航天运载技术;2001年05期
7 韩志刚,贺建良,孙隆和,李克己;现代空对地攻击技术[J];电光与控制;1999年04期
8 张红,陈哨东,王丕宏;作战效能分析的近似计算法在方案论证中的应用[J];电光与控制;2000年01期
9 李林森,于海勋,韩志刚,佟明安,孙隆和;论协同空战及其关键技术[J];电光与控制;2000年01期
10 武国庆,姜长生,曾国贵;关于自主式智能系统研究和发展的几个重要问题[J];电光与控制;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡孟权;推力矢量飞机非线性飞行控制律设计研究[D];西北工业大学;2002年
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1 潘邦传;多Agent系统组织结构和协同研究及其应用[D];合肥工业大学;2002年
2 左军毅;推力矢量飞机非线性控制律设计研究[D];西北工业大学;2003年
3 王勇;某型空地导弹总体设计[D];西北工业大学;2002年
4 殷凡;基于Multi-Agent技术的个性化协同学习系统的研究与实现[D];江苏大学;2005年
5 徐鸣;空空导弹智能化制导律和三维动画仿真研究[D];南京航空航天大学;2006年
6 郑逸峰;拦截导弹直接力控制、制导及其动画仿真[D];南京航空航天大学;2006年
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3 温羡峤,李英;从美国无人机的发展来看无人机在未来战争中的应用前景[J];现代防御技术;2003年05期
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3 黄爱凤;邓克绪;;民用无人机发展现状及关键技术[A];第九届长三角科技论坛——航空航天科技创新与长三角经济转型发展分论坛论文集[C];2012年
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5 丁霖;;无人机系统人机交互界面浅析[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
6 刘泽坤;吕继淮;;舰载无人机系统的环境适应性[A];人—机—环境系统工程创立20周年纪念大会暨第五届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];2001年
7 叶烽;宋祖勋;;无人机系统电磁兼容性测试研究[A];第十四届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2004年
8 易当祥;吕国志;沈玲玲;;多级路况下车载无人机疲劳载荷仿真[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年
9 钱正祥;金继才;杨鹭怡;;未来局部战争中反无人机作战对策研究[A];探索创新交流--中国航空学会青年科技论坛文集[C];2004年
10 高鹏骐;晏磊;赵红颖;何定洲;;无人机遥感控制平台的设计与实现[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
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1 洪山;法国、德国和西班牙签约共同研发三国无人机系统[N];中国航空报;2007年
2 林英;无人机将进入现代化农业领域[N];光明日报;2007年
3 本报记者 陈永杰 马佳;中国无人机亮相:战争“零伤亡”将实现[N];北京科技报;2008年
4 李荔;无人机“俯瞰”黄河灾情[N];北京科技报;2011年
5 本报记者 宋斌斌;我国无人机应用高端化趋势明显[N];中国工业报;2011年
6 吴飞;反恐十年无人机扶摇直上[N];中国航空报;2011年
7 司古;美无人机遭神秘病毒入侵[N];国防时报;2011年
8 本报专稿 何适;终极空战:无人机打天下[N];世界报;2011年
9 本报记者 刘思燕 见习记者 陈龙;无人机空中格斗时代到来[N];中国航天报;2011年
10 本报记者 刘兴;民用无人机产业方兴未艾[N];中国航空报;2011年
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1 陈岩;蚁群优化理论在无人机战术控制中的应用研究[D];国防科学技术大学;2007年
2 林林;基于协同机制的多无人机任务规划研究[D];北京邮电大学;2013年
3 刘春阳;无人机隐身技术若干问题研究[D];西安电子科技大学;2012年
4 王小刚;非线性滤波方法在无人机相对导航上的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 黄国勇;变推力轴线无人机飞行控制技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
6 郑维刚;基于无人机红外影像技术的配电网巡检系统研究[D];沈阳农业大学;2014年
7 许德新;无人机光电载荷视轴稳定技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 王世华;碟型涵道式无人机总体设计及飞行控制系统理论与仿真研究[D];复旦大学;2011年
9 何敬;基于点线特征匹配的无人机影像拼接技术[D];西南交通大学;2013年
10 李猛;基于智能优化与RRT算法的无人机任务规划方法研究[D];南京航空航天大学;2012年
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1 易姝姝;无人机飞行场景及数据的可视化仿真与实现[D];电子科技大学;2010年
2 杨硕;无人机飞行仿真技术研究[D];沈阳航空航天大学;2013年
3 马威;某无人机火箭助推发射起飞动力学研究与参数优化[D];南京理工大学;2014年
4 曲明航;无人机飞行仿真软件设计与验证[D];吉林大学;2010年
5 苏倩;无人机动力系统及弹射装置的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
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7 董军喜;旋转翼无人机自主避障飞行路径规划研究[D];兰州理工大学;2011年
8 张立珍;无人机自主飞行控制系统的设计[D];南京航空航天大学;2011年
9 陈炎财;群体无人机分布式协同控制方法研究[D];南京航空航天大学;2011年
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