目         錄
   
1 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 無(wú)人機(jī)的分類(lèi) 1
1.3 國(guó)內(nèi)外四旋翼無(wú)人機(jī)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 2
1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 2
1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 3
1.4 無(wú)人機(jī)的主要控制方法 5
1.5 本文研究的主要內(nèi)容 6
2 控制對(duì)象介紹 7
2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo) 7
2.2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
2.2.1硬件總體設(shè)計(jì) 8
2.2.2軟件總體設(shè)計(jì) 8
2.3 控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 9
2.3.1 導(dǎo)航系統(tǒng) 9
2.3.2 通信系統(tǒng) 10
2.3.3 電源系統(tǒng) 10
2.3.4 控制器選型 10
2.4 四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行原理 11
3 數(shù)學(xué)建模 12
3.1 無(wú)人機(jī)高度的建模 12
3.1.1 動(dòng)力學(xué)建模 12
3.1.2 純滯后環(huán)節(jié)的線性化 13
3.2 無(wú)人機(jī)坐標(biāo)X的建模 16
3.2.1 動(dòng)力學(xué)建模 16
3.2.2 純滯后環(huán)節(jié)的線性化 17
4 控制理論 18
4.1 控制發(fā)展概況 18
4.2 控制的應(yīng)用范圍和優(yōu)點(diǎn) 19
4.3 控制的現(xiàn)實(shí)意義 20
4.4 參數(shù)整定方法概述 21
4.5 控制的基本原理 22
5 四旋翼無(wú)人機(jī)的位置控制器設(shè)計(jì) 23
5.1 無(wú)人機(jī)高度的控制器設(shè)計(jì) 24
5.1.1 經(jīng)典控制算法 24
5.1.2 控制器設(shè)計(jì) 24
5.1.3 控制結(jié)構(gòu)概要分析 25
5.2 無(wú)人機(jī)坐標(biāo)的控制器設(shè)計(jì) 26
5.2.1 控制結(jié)構(gòu)概要分析 26
6 總結(jié)和展望 28
6.1 總結(jié)與分析 28
6.2 前景與展望 29
參考文獻(xiàn) 29
致謝 31
Abstract 32

微小型四旋翼無(wú)人機(jī)的位置控制

摘要：本文采用了PID控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)微小型四旋翼無(wú)人機(jī)的位置控制。首先研究四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行原理，通過(guò)對(duì)該飛行器的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，推導(dǎo)得出各個(gè)坐標(biāo)方向上的傳遞函數(shù)。接著，考慮到所使用的傳感器在收集數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生延遲，通過(guò)對(duì)Pade一次延遲型逼近法研究，對(duì)該延遲環(huán)節(jié)進(jìn)行線性化，并通過(guò)Matlab仿真對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，得出最終的傳遞函數(shù)。
然后，利用PID控制理論設(shè)計(jì)微小型四旋翼無(wú)人機(jī)的位置控制器，并利用Matlab工具下的Simulink分別搭建三個(gè)位置坐標(biāo)（x,y,z)的PID控制結(jié)構(gòu)圖，并對(duì)其進(jìn)行Simulink仿真，得出各位置坐標(biāo)的階躍響應(yīng)曲線，最后再對(duì)得到的仿真結(jié)果進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞： 微小型四旋翼無(wú)人機(jī)；位置控制；Pade一次延遲法；PID控制；Simulink仿真