四旋翼无人机非线性控制研究

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1、乘兩大‘參硕±学位论文四旋Ｋ无人机非线性控制研究专业名巧；控制理论与控制工程研究生姓名：巧海化导师巧名：孙长银巧巧ＮＯＮＬＩＮＥＡＲＣＯＮＴＲＯＬＲＥＳＥＡＲＣＨＯＴＵＡＤ－ＲＯＴＯＲＵＡＶＱＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｅｄｔ；ｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＨｅＨａｉｅｎｐｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＳｕｎＣｈａｎｉｎｇｙＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔ

2、ｏｍａｔｉｏｎＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｒｃｈ２０１５东南大学学位论文独创性｜？明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＾．研究生签名：准嫌日期：少—东巧大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信

3、息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学，可Ｗ采用影印位论文的复印件和电子文档、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查闽和借阅，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容、英文摘要等部分内容或中。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。：策咸月赔导师签＾日期研究生签名：摘要一四旋翼无人机是种性能优良的无人机，。与常规固定翼无人机相比它具有机械结构简单，可垂直起降，安全性好，能实现侧飞、倒飞

4、等动作等诸多优点，在军事、民巧等领域具有广阔的应用前景。本文Ｗ四旋翼无人机为研究对象，对四旋翼无人机飞行实验平台设计、非线性建模、非线性控制算法设计、姿态解算等进行了研究。首先，针对本课题组的研究需求，从机架整体设计、硬件选型、软件设计＝方面对四旋翼无人机飞行实验平台进行了设计。其中机架整体设计从机械要求、控制性能、飞行任务要求Ｈ个角度进行了分析；硬件选型主要针对飞行需求，本着轻便灵活的原则对各模块进行选择；软件设计则主要是指对无人机系统总体软件流程进行巧计，并对初始化、传感器数据采集、安全检测三部分作

5、了进一步的设计。。其次，对微小型四旋翼无人机进行数学建模并设计相应的控制系统数学建模部分根据无人机的飞行原理和刚体的空间运动方程，并结合具体的无人机对象，建立了四旋翼无人机的非线性数学模型。针对四旋翼无人机难レッ建立精确模型的特点，利用自抗扰控制方法，结合所建模型中姿态环节的具体形式，分别设计了滚转、俯仰和偏航通道的自抗扰解销控制器，并利用仿真实验验证了控制器的性能。最后，，针对传感器模块直接测量信息存在较大偏差的现象设计姿态测量系统Ｗ提高无人机传感器模块信息测量的整体性能。在分析了传感器的测量误差产生

6、原因的基础上，结合陀螺仪，对多传感、加速度计、地磁计的测量特性ＩＥＫＦ器的测量信息进行整合，。基于迭代的扩展卡尔曼滤波算法设计了基于的四旋翼无人机姿态测量系统，并通过实验验证了该设计的有效性。关键字：四旋翼无人机；非线性建模；自抗扰控制：姿态测量：迭代扩展卡尔曼ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴ－ｔＵＡＶＱｕａｄｒｏｏｒｉｓａｋｉｎｄｏｆｒｏｔａｒｙｗｉｎＵＡＶｗｉ化ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ｇＣ－－ｍａｎｏｍａｒｅｄｗｉｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｆｉｘｅｄ

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