无人直升机飞行轨迹控制技术研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:csl721
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自主飞行的轨迹控制是无人直升机的关键技术,开发该技术的目的是使无人直升机以足够的准确度跟踪预定的飞行轨迹。   本文采用经典控制和现代控制两种方法,研究了无人直升机飞行轨迹控制技术,为了使研究成果具有工程应用价值,着重开发了基于数字信号处理器(DSP)的无人直升机飞行轨迹实时控制仿真系统。本文的研究成果对无人直升机飞行轨迹控制技术的研究与工程实现具有实际的参考价值。   首先,从工程实现的角度出发,运用经典控制方法,设计了无人直升机飞行轨迹控制系统。先给出了控制系统四个通道的结构配置,并按回路递次进行了相应的参数设计,然后对所设计的系统进行了轨迹控制的数字仿真,验证了控制系统的性能。   其次,为了优化控制系统的性能,运用现代控制法,设计了三种不同类型的飞行轨迹控制系统。第一种飞行轨迹控制系统内回路采用基于线性二次型调节器(LQR)的显模型跟踪控制方法,外回路制导系统运用PID控制方法;第二种飞行轨迹控制系统采用具有指令预估器的LQR方法;第三种飞行轨迹控制系统内回路采用LQR实现增稳控制,外回路采用反馈线性化(FLC)方法,而参数设计运用PID控制。数字仿真表明,三种现代控制方法具有优良的轨迹跟踪性能、解耦性能和鲁棒性。   第三,为了使研究成果具有工程应用价值,着重开发了基于DSP的飞行轨迹实时控制仿真系统。实时控制仿真系统由DSP和仿真计算机两部分组成,DSP起飞行控制器的作用,仿真计算机主要负责无人直升机动力学解算和实时显示飞行参数。本文完成了DSP部分的软、硬件设计,包括:轨迹控制算法的离散化,DSP中飞行控制程序的实现,处理器存储空间的分配和扩展,SCI模块驱动设计等;完成了仿真计算机中高精度的无人直升机动力学仿真模块和监控界面的开发;实现了DSP与仿真计算机之间的串行通信。   最后,在本文所开发的飞行轨迹实时控制仿真系统的平台上,针对本文用经典控制方法及现代控制方法设计的轨迹控制律,进行了实时控制仿真。仿真表明,实时仿真系统的仿真结果与数字仿真的结果相一致,从而验证了本文所设计的轨迹控制律的可行性。
其他文献
随着科学技术尤其是信息技术和现代化工业的高速发展,高效的人员素质培训已日益成为各行各业迫切需要解决的普遍问题。培训的效果和质量取决于培训系统的功能,高效率和高质量的
能源危机和气候问题日益严重,世界各国加紧开发利用新能源。由于风能蕴量巨大,绿色无污染,风力发电成本低,规模效益显著,因此得到了快速发展,涌现出了多种风力机型。目前,商用大型风
广义系统是一类更一般化并有着广泛应用背景的动力系统,已经被用来描述许多的实际系统,如经济系统、电子网络、电力系统、机器人系统和宇航系统等,因此对它的研究具有重要的
本论文以国家863高技术项目《助老/助残机器人关键技术研究》的子课题《实用型陪护机器人》为背景,设计并实现实用型陪护机器人室内环境下导航系统。包括多路声纳模块设计及传
近年来,对于混沌的研究越来越受到学者们的重视。各种新的混沌系统不断被发现和提出,丰富和完善了混沌学的研究内容,并且使混沌学在图像加密、视频加密、保密通信、故障诊断
随着人工智能和计算机技术的发展,已经有可能把自动控制和人工智能以及系统科学中一些有关学科分支结合起来,建立一种适用于复杂系统的控制理论和技术。对许多复杂的系统,难
本文针对化工过程数据包含动态非线性和噪声的特点,提出了一种提升小波与动态核PCA(LWDKPCA)相混合方法用于非线性动态过程的自适应监控。首先,利用提升小波分解降噪,之后将
在长流程生产过程中,由于多重大时滞特性的存在,使得系统输出量不能及时反映系统输入设定值和控制信号的变化。即使调节器和调节机构没有时间延迟,也需要经过生产过程具有的
近年来,由于电网中负序电流与无功造成的电能损耗以及危害受到越来越多的关注。因此,如何实现对其有效抑制和补偿成为提高电能利用效率的研究热点,然而,现有的SVG控制方法的控制精度以及响应速度有待提高,并且存在2ω振荡电流等问题,无法对负序电流与无功功率进行有效抑制和补偿。所以,对SVG控制方法的研究十分重要的意义和应用价值。首先,为了实现对现有SVG电流环系统超调量的抑制和响应速度的提高,采用了基于小
乒乓球运动经过多年的发展,现在已经非常的普及,比赛过程也越来越激烈。由于乒乓球球小速快,对于比赛过程中出现的擦边球很容易出现争议,影响运动员的正常发挥,不利于乒乓球