【摘 要】
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四旋翼飞行器具有机械结构简单、造价低、性能良好、应用前景广泛等优点。本论文主要研究防碰撞四旋翼飞行器的动力学建模与飞行控制问题,具体工作如下:首先,介绍四旋翼飞行
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四旋翼飞行器具有机械结构简单、造价低、性能良好、应用前景广泛等优点。本论文主要研究防碰撞四旋翼飞行器的动力学建模与飞行控制问题,具体工作如下:首先,介绍四旋翼飞行器的在空中飞行的基本原理并对其进行动力学建模;其次,针对四旋翼空中飞行的控制问题展开了研究工作。对四旋翼非线性模型简化处理,然后根据简化的线性模型进行控制器设计,最后对所设计控制器进行仿真验证和分析;然后,针对四旋翼在空中飞行的控制问题,引入自抗扰控制器开展设计工作,论述了扩张状态观测器的设计方法,提出四旋翼姿态回路的自抗扰控制策略,并通过仿真验证策略的有效性,与经典的PID控制器进行对比分析;最后,在常规四旋翼飞行器的结构上加装圆筒形滚动支架,使其在空中飞行时具有防碰撞功能,并能够在地面上滚动行走。采用拉格朗日方法建立防碰撞四旋翼飞行器在地面滚动行走时的动力学模型,然后分别应用经典PID控制和自抗扰控制实现地面滚动行走过程的有效控制;
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