【摘 要】
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四旋翼无人机(quadrotor UAV)机械结构及操控原理简单、机动性强、可靠性高、生产成本低,已广泛应用在军用和民用领域。本文以QBAll2无人机为研究对象,从以下几个方面进行研
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四旋翼无人机(quadrotor UAV)机械结构及操控原理简单、机动性强、可靠性高、生产成本低,已广泛应用在军用和民用领域。本文以QBAll2无人机为研究对象,从以下几个方面进行研究与分析:(1)分析了四旋翼无人机的结构特点和操控机理,在机体坐标系和地面坐标系下建立QBall2四旋翼无人机的非线性数学模型。(2)根据四旋翼无人机系统状态变量之间的关系将其划分为位置控制系统及姿态控制系统。针对外界扰动环境,在反步法基础上引入自适应控制技术,设计了内环姿态控制器、外环位置控制器,并搭建MATLAB/Simulink仿真平台,通过仿真验证了自适应反步法在抗外界扰动方面有效果。(3)针对无人机在实际飞行中的外界干扰问题,进一步提高系统的抗干扰能力,在自适应反步法基础上引入H_∞回路成形技术。通过悬停飞行仿真实验验证了该算法的合理性和有效性。(4)在UVS平台上进行验证。简要介绍了UVS平台的几个组成部分,基于该平台完成了自适应反步法及改进算法的验证,验证了改进算法在控制精度及抗干扰方面优于自适应反步法,并对位置、姿态各通道的跟踪性能进行了相应分析。
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