【摘 要】
：
近年来随着科技的发展,多旋翼无人机的民用市场需求度逐步攀升,特别是小型四旋翼无人机逐步成为研究热点。四旋翼无人机是典型的欠驱动非线性系统,如何提高控制精度,改善系统动态响应性能,并且对无人机的姿态和位置进行稳定控制是研究的关键。多维泰勒网（MTN）控制器作为一种新型的网络控制器,其具有结构简单易于工程实现、实时性好、系统动态性能好、抗干扰能力强和鲁棒性好的优点,被广泛应用到非线性系统中。因此,本文
【基金项目】
：
国家自然科学基金项目（61673112）； 中央高校基本科研业务费专项资金项目（2242017K10003）； 江苏高校优势学科建设工程资助项目； 上海航天科技创新基金项目（SAST2019-020）；
论文部分内容阅读
近年来随着科技的发展,多旋翼无人机的民用市场需求度逐步攀升,特别是小型四旋翼无人机逐步成为研究热点。四旋翼无人机是典型的欠驱动非线性系统,如何提高控制精度,改善系统动态响应性能,并且对无人机的姿态和位置进行稳定控制是研究的关键。多维泰勒网（MTN）控制器作为一种新型的网络控制器,其具有结构简单易于工程实现、实时性好、系统动态性能好、抗干扰能力强和鲁棒性好的优点,被广泛应用到非线性系统中。因此,本文基于多维泰勒网控制器来研究四旋翼无人机的姿态和位置控制,提出了四旋翼无人机飞行的多维泰勒网优化控制方案,并利用反推设计法设计了多维泰勒网控制器。在无人机的仿真和实际飞行实验中,实验结果验证了多维泰勒网优化控制算法的有效性。本文的主要内容如下:1.针对四旋翼无人机的运动情况进行了分析,利用牛顿-欧拉方程建立了无人机的数学模型。2.针对四旋翼无人机的位置和姿态控制,基于多维泰勒网优化控制,利用反推设计的方法分别设计了MTN姿态控制器和MTN位置控制器;使用粒子群优化算法对控制器的参数进行了优化;通过构造李雅普诺夫（Lyapunov）函数,利用Lyapunov稳定性定理证明了在多维泰勒网优化控制器作用下,其闭环系统是稳定的。3.利用MATLAB软件设计了对应的Simulink仿真模型,并使用GUI工具设计开发了系统仿真平台。利用该平台进行了一系列仿真实验,实验结果表明,与PID和动态面控制相比,MTN控制具有实时性好和抗干扰能力强的优点。4.将MTN控制算法应用到四旋翼无人机实际飞行控制中,实验结果表明,与PID控制相比,基于多维泰勒网优化控制的四旋翼无人机系统具有动态响应快,鲁棒性好的优点,结构简单易于工程实现。
其他文献
城市轨道交通作为一种大运量的运输方式,具有快速、准时、低能耗、满足长距离出行等诸多优点,已成为大城市公共交通网络的主干。由于城市轨道交通系统的开放性,其在运行时经常受到自然灾害、设备故障和人为破坏等各类突发事件的干扰和破坏。当突发事件造成城市轨道交通线路上发生长时间的区间运营中断时,轨道交通网络结构发生变化,部分乘客原有最佳出行路径受到破坏,系统运输性能受损。在轨道线路自身交路调整并启用应急接驳公
城市轨道交通受限于狭小的空间和复杂的周边环境,在施工期间不可避免地对周围环境造成负面影响,其中地铁车站基坑施工的影响尤为严重。现有研究多聚焦在基坑自身的稳定和控制基坑支护结构的变形,地铁车站基坑施工全过程对邻近既有桩基的影响研究尚不多见,尤其是针对使用伺服钢支撑的基坑变形研究很少。为研究地铁车站深基坑施工对邻近高架桥桩基的影响,本文依托南京地铁七号线应天路站基坑工程对此展开研究。主要结论如下:（1
随着港珠澳跨海大桥工程的顺利竣工,我国在经济和工程建设领域里跨越式的发展必然带动更多跨越江河湖海隧道工程的兴建,“超长、超大、超深”的跨海越江隧道在国内取得了飞速发展。而在建设工程中,复杂的地质条件、浅覆土、高水压、长距离掘进等问题均对隧道建设提出了巨大的挑战。大型泥水平衡盾构因其技术保障性较高且相对其他工法投资较小,是现代隧道建设广泛应用的施工方法。但是由于地下工程的不可预测性,不同建设工程项目
本研究使用数据包络分析（DEA）评估了在加德满都谷地内运营的Sajha Yatayat的所有路线的运营性能。从生产效率和有效性的角度评估了其运营效益。该方法能够在没有历史数据和研究比较的情况下获取公交系统的相对性能。研究采用相同的输入但不同的输出变量来匹配数据的可用性和兼容性,以分别测量效率和有效性。输入变量包括:每次往返的平均旅行时间（小时）、每天平均的运营商数量、每天的平均巴士数量、停靠点的总
在切削加工有限元仿真中广泛使用Johnson-Cook（J-C）本构模型描述材料的塑性应力应变行为。J-C本构模型是通过5个系数（A、B、n、C和m）反映应力与应变（ε）,应变率（（?））和温度（T）之间的关系。针对目前J-C模型系数在切削仿真应用中存在的不足,本论文通过应用在低-高切削条件下IN718合金的J-C本构系数对车削仿真结果的影响规律,形成适用性较好的优化方法,解决在大范围切削参数下难
天线反射面是卫星的重要组成部分,由于太空中温度梯度大等原因,反射面型面精度会产生变化,从而对天线的工作精度产生影响。本文以固面天线反射面为研究对象,对其建模方法、动力学特性、渐进损伤特性以及热特性进行了研究。本文根据不同的前提假设,提出了不同的建模方法和对应的热变形调节算法。论文的主要研究内容如下:（1）建立了复合材料蒙皮蜂窝夹层的固面天线反射面的有限元模型。通过模态分析法分析了反射面天线的动力学
With the development of China’s economy and the expansion of air transportation needs,the construction of airports has also maintained a high level;however,the performance of pavement will gradually d
陶瓷基复合材料具有轻质高强、耐腐蚀和耐高温等优异性能,已广泛应用于航空航天等工程领域。在服役过程中,材料往往经历循环往复载荷等多种工况,其受到的多种损伤不断累积直至失效。为了充分发挥C/Si C陶瓷基复合材料的优越性能,准确预示和表征循环载荷下该材料的力学行为是材料结构化应用的关键,因此,开展典型加卸载作用下材料的力学性能和损伤累积研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文开展常高温下缝合式编织3
卫星等航天器所受到的动态载荷信息是其结构设计的关键,由于受限于测量技术等,发射过程中星箭界面处所受的复杂激励信息不能通过直接测量的手段准确获取。因此,常通过较为容易测量的结构动响应来反演结构所受激励,这种间接获取的方法即为动载荷识别方法。火箭发射过程中会受到横向载荷的作用,在星箭连接界面上会产生弯矩和剪力,使得星箭连接处的环形对接面上的动载荷呈现非均匀分布的特征,因此需要研究非均匀分布的动载荷识别
环境振动是影响超高精度仪器加工精度和测量精度的重要因素,因此为这些仪器建立地下减隔振系统是十分必要的。本文依托某航天建设项目,使用ABAQUS软件对超高精度静态基座基础进行防微振设计,主要包括隔振屏障与减振基础设计两个方面,并确定了最终的减隔振方案。本文的主要工作与成果如下:1.引入了振幅衰减系数的概念,并在此基础上提出了适用于本文的衰减系数计算方法,从而作为判断环境振动下屏障隔振效果的主要标准。