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《电子科技大学》 2011年
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某型无人机空中阶段控制律设计与仿真

叶水根  
【摘要】:无人机—作为智能化程度最高的一种设备,它不仅被广泛地运用在军事领域,同时在民用领域也起了十分重要的作用。而飞行控制规律对于无人机来说,它类似于无人机的大脑。因此对它的设计是整个研制过程中至为关键的一个环节。本文以国家某高科技项目为背景,进行了如下工作和研究: 首先,针对无人机在空中飞行,通过对它进行受力分析,并以刚体六自由度运动方程为基础,综合考虑重力、气动力和环境因素等对它的影响,从而建立一个非线性仿真模型;在对无人机设置相应的飞行状态点之后,通过使用matlab工具对非线性模型进行配平及线性化,得到无人机的纵向和横侧向运动方程。然后分别仿真和分析了存在外界干扰作用时无人机的纵向运动和横侧向运动中各运动参数变化过程,也即:无人机的静稳定性。 其次,根据飞机的开环特性,分别研究并给出了无人机纵向控制策略和横侧向控制策略。其中,对于无人机的纵向运动的控制,本文根据纵向控制策略使用了常规PID控制方法来对其纵向运动参数(俯仰角、高度)进行控制。除此之外,为了方便在控制系统设计时增益参数的选取,本文对俯仰角保持/控制系统引入模糊PID控制方法。而对于高度保持系统,则采用了常规PID+模糊PID相结合的复合控制方式;在研究对无人机横侧向运动的控制时,本文对于横侧向运动中滚转角控制/保持、偏航角控制/保持模态分别使用了常规PID和模糊PID控制方式;而在研究无人机的航迹姿态控制系统时,本文除了使用常规PID控制方法之外还使用了模糊PID与常规PID相结合的复合控制方式。最后,本文还研究了无人机的协调转弯原理并设计了在常规PID控制方式下的控制规律。 从仿真结果中可以看出,常规PID和模糊PID控制下无人机空中段控制律设计中各模态的控制都能跟踪所需要求,而且还能被很好的控制。并且,从仿真结果中还可以看出模糊PID控制下各模态参数曲线的动态响应过程也要优于常规PID下的控制。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:V249.1

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张蕾;;国外无人机发展趋势及关键技术[J];电讯技术;2009年07期
2 秦玮;闫建国;孙兴宏;徐鹏;;无人机飞行控制系统纵向控制律设计及仿真[J];弹箭与制导学报;2007年02期
3 孙仕祺,马杰;历史与现实: 无人机发展历程、现状及其所面临的挑战[J];飞航导弹;2005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 王美仙;李明;张子军;;飞行器控制律设计方法发展综述[J];飞行力学;2007年02期
6 刘波;何清华;邹湘伏;;无人机飞行控制技术初探[J];飞行力学;2007年02期
7 朱铁夫,李明,郁万鹏;一种鲁棒的非线性飞行控制律设计[J];飞机设计;2004年01期
8 刘松良;朱铁夫;郁万鹏;;BACKSTEPPING控制理论及在非线性飞控系统中的应用[J];飞机设计;2007年04期
9 黄成功;邵琼玲;陈冬;赵星龙;;无人机俯仰姿态操纵性能的动稳定性影响仿真[J];飞机设计;2008年04期
10 董国忠;王省书;胡春生;;无人机的应用及发展趋势[J];国防科技;2006年10期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 高鹏;胡剑波;辛海良;;飞机自动驾驶仪闭环增益调度设计[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 汪洋 许三飞 如聪;[N];解放军报;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 冯昊;无人机自动着陆控制[D];南京航空航天大学;2003年
2 李玮;无人机飞行PID控制及智能PID控制技术研究[D];南京理工大学;2004年
3 蒋昊亮;无人机飞控系统的仿真研究[D];南京理工大学;2004年
4 刘波;无人机非线性姿态控制律设计及仿真研究[D];中南大学;2007年
5 王冠宇;面向对象的飞行仿真动力学建模技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
6 刘银春;小型无人机控制律设计及仿真研究[D];中南大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘国璧;袁宏俊;孙群;孟涛;;基于模糊神经网络的刘翔110m栏成绩预测[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年01期
2 葛薇;朱张青;;模糊PID控制及其进展[J];安徽职业技术学院学报;2007年04期
3 尹辉娟;史智兴;;模糊控制技术在节水灌溉中的应用[J];安徽农业科学;2009年23期
4 随顺科;孙长江;;生物遗传算法在PID控制无土栽培喷液速度中的应用研究[J];安徽农业科学;2011年22期
5 张继东;苏玫舒;;自动控制在废水处理中的应用[J];鞍山科技大学学报;2007年04期
6 刘志学;吴丽娟;;模糊迭代学习在单关节机器人运动控制中的应用[J];辽宁科技大学学报;2009年04期
7 刘宇;王克成;;基于Fuzzy-PID算法的热处理炉新型控制器[J];辽宁科技大学学报;2009年06期
8 冯晓君;管一兵;王亮;冯杰;;基于PLC的智能监控小车的应用研究[J];北方工业大学学报;2008年01期
9 唐富杰;刘如平;杨虎;;模糊控制在结晶器液位控制中的应用[J];包钢科技;2009年02期
10 孙伟;丰吉贺;王红岩;贺小军;;基于分散模糊控制的整车主动悬架平顺性联合仿真[J];车辆与动力技术;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋蔚;印平;曹丽婷;;基于MATLAB供热温度模糊自整定PID控制系统仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 马文涛;张庆振;史波波;高晨;;基于逆模型的再入飞行器鲁棒控制技术研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 彭良福;林云松;;一种基于动态逆的编队飞行位置误差控制方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 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
5 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
6 陈一飞;;从大系统控制角度论农业智能化[A];2011年中国农业系统工程学术年会论文集;海峡两岸农业学术研讨会论文集;长沙市第五届自然科学学术年会农学研讨会论文集[C];2011年
7 陶翠翠;;改进BP神经网络在埋地金属管道腐蚀速率预测中的应用[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
8 张国红;崔纳新;樊娟娟;;电动汽车锂离子电池管理系统设计[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
9 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
10 侯广松;刘伟生;;适用于地区电网的短期负荷预测方法的研究[A];2005中国电机工程学会电力系统自动化专委会全国供用电管理自动化学术交流暨供用电管理自动化学科组第二届年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邵宗凯;无刷双馈电机建模及智能控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
2 詹跃东;质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究[D];昆明理工大学;2010年
3 汤亮;基于综合效益评价的陶瓷产品全生命周期理论研究及应用[D];武汉理工大学;2010年
4 周巍;煤矿井下搜救探测机器人的路径规划及轨迹跟踪控制研究[D];太原理工大学;2011年
5 金石;变速恒频无刷双馈风力发电机的直接转矩控制技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
6 金久才;无人海洋可控探测平台的智能观测技术[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
7 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
8 白羽;不同生态因子下LMBR处理制药废水运行效能及数学模型[D];东北林业大学;2011年
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯小冬;基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究[D];南京医科大学;2010年
2 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
3 商亮亮;先进PID算法研究及其在开口闪点仪温控系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
4 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
5 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
6 房传礼;基于RS485总线的污水处理自动监控系统的研究[D];郑州大学;2010年
7 孔祥伟;城市二次供水智能控制系统的研究与开发[D];郑州大学;2010年
8 王巧立;微生物发酵过程的建模与优化控制研究[D];郑州大学;2010年
9 李翠云;基于PLC与模糊PID的混凝投药复合控制系统的研究[D];山东农业大学;2010年
10 史文韬;基于DSP的水下机器人嵌入式控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯亚昌,陈刚,李佩琼;飞机纵向起飞着陆动态特性仿真研究[J];北京航空航天大学学报;1989年04期
2 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
3 于凤仙,邱红专,王兰,张洪斌;无人驾驶直升机纵向姿态运动的模糊控制研究[J];北京航空航天大学学报;1997年06期
4 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
5 冯琦,周德云;军用无人机发展趋势[J];电光与控制;2003年01期
6 王亚刚;邵惠鹤;;自整定PID控制器的研究综述[J];电气自动化;2000年01期
7 王亚刚;邵惠鹤;;基于相位裕度和幅值裕度的PI/PID参数自整定新方法[J];电气自动化;2000年05期
8 高倩 ,徐文;国外微型无人机发展概况[J];飞航导弹;2003年06期
9 周军,徐文;无人机的发展趋势和前景[J];飞航导弹;2003年07期
10 李炳荣,江鸿,王红星;军用无人机的现状和发展探析[J];飞航导弹;2003年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 肖其虎;基于面向对象技术的实时飞行仿真系统设计[D];西北工业大学;2001年
2 王华清;基于分布式虚拟现实技术的飞行仿真系统研究[D];南京航空航天大学;2002年
3 蔡世龙;第四代战斗机超机动飞行智能控制及半实物分布式仿真平台研究[D];南京航空航天大学;2002年
4 秦英;现代微分几何方法在飞机控制系统中的应用[D];西北工业大学;2003年
5 薛尧舜;无人机控制器软件研制与控制算法设计[D];西北工业大学;2003年
6 洪剑锋;推力矢量飞机过失速机动仿真研究及大迎角非线性控制律设计[D];西北工业大学;2003年
7 柳玉甜;无人机放宽航向静稳定性的研究[D];南京航空航天大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖霞;;无人机将在今后的战争中扮演新角色[J];电子对抗;2003年02期
2 姜永伟;;俄军无人机在实践中的战术运用[J];现代军事;2005年02期
3 李武康;郑麦中;;欧洲“梭鱼”无人作战验证机[J];现代军事;2007年02期
4 ;全球快讯[J];飞航导弹;2009年11期
5 ;2O11中国无人机系统峰会暨展览征稿通知 峰会主题:无人机从前沿技术到现役装备[J];航空科学技术;2011年02期
6 ;美国将在中东使用先锋号无人机[J];航天电子对抗;1991年02期
7 ;德国陆军新型战术侦察无人机(KZO)系统[J];国防科技;2007年07期
8 ;国际会展信息[J];国际航空;2008年06期
9 郑葆;王秀春;;未来无人机的操控和指挥[J];国外坦克;2009年05期
10 臧晓京;朱爱平;;雷锡恩公司利用导弹经验发展无人机[J];飞航导弹;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 王春生;苏多;刘道庆;;浅析无人机系统适航性[A];2010年航空器适航与空中交通管理学术年会论文集[C];2010年
3 马晓平;;无人飞行器及其系统发展研究[A];航空科学技术学科发展报告(2010-2011)[C];2011年
4 徐佳;李擎;;无人机捷联惯性组合的建模与滤波方法研究[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
5 钱正祥;张成华;张斌;;神经网络逆控制的无人机飞控系统自修复研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
6 解龙龙;王晓平;耿庆波;;无人机群控系统的地面站设计与实现[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
7 王磊;肖凯宁;宋琦军;张学平;;无人机遥控系统电磁兼容预测研究[A];全国电磁兼容学术会议论文集[C];2006年
8 樊兴;黄定超;郭铭;;舰载无人机系统技术研究[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会2006学术年会论文集(上册)[C];2006年
9 孔维玮;先治文;张代兵;;无人机垂直起降视觉自主导航系统的设计与实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
10 肖军;章玮玮;杨晓旭;田彬;;基于LXI总线的无人机参数测试系统[A];第20届测控、计量、仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 朱思平 通讯员 王明;珠海要生产无人机了![N];中国民航报;2011年
2 陈巧艳;无人机产业基地落户珠海[N];广东科技报;2011年
3 边际;“鹞鹰”无人机在国内首次实现同机双装载遥感飞行[N];中国航空报;2011年
4 柯江宁 编译;美陆军完成载人和无人机系统集成能力评估[N];科技日报;2011年
5 本报专稿 郭宣 石江月;中国无人机跨向“超一流”[N];世界报;2011年
6 徐泓;遥感无人机纳入宁夏灾害应急工作体系[N];中国国土资源报;2011年
7 杨竞佳;首例环境应急大气监测无人机系统研究有进展[N];中国环境报;2011年
8 温宪;可接受的机器行为?[N];人民日报;2011年
9 记者 刘兴;从前沿技术到现役装备[N];中国航空报;2011年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 甄子洋;融合控制方法及其在无人机飞行控制中的应用研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 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
3 于永军;高空长航无人机多信息融合自主导航关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 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
5 胡中华;基于智能优化算法的无人机航迹规划若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
6 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
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 姚如贵;无人机系统高速数据链中Turbo-OFDM技术研究[D];西北工业大学;2006年
9 龚正;先进飞行器非定常气动力建模、控制律设计及验证方法研究[D];南京航空航天大学;2011年
10 辛哲奎;基于视觉的小型无人直升机地面目标跟踪技术研究[D];南开大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶水根;某型无人机空中阶段控制律设计与仿真[D];电子科技大学;2011年
2 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
3 周乃恩;无人机起降纠偏控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 胡浩;无人机进场着陆/地面滑跑控制与仿真[D];电子科技大学;2011年
5 杨轻;无人机自主起飞、着陆控制系统设计[D];南京航空航天大学;2011年
6 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
7 陈小昆;无人机纵向气动布局与控制系统优化设计研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 谢岚;高空长航时无人机飞行控制系统设计[D];湖南大学;2011年
9 李浩涛;基于四旋翼无人机传感器数据采集与处理的研究[D];天津大学;2012年
10 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
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