小型无人机姿态控制策略研究与实现

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1、小型无人机姿态控制策略研究与实现ResearchandImplementationofMiniUAVAttitudeControlStrategy王洪迪大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本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，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在-论文中

2、作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：王^朽曰期：年名月r曰大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成杲时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。’'^本人授权大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内

3、容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：导师签名：曰期：年<月8曰曰期：7/叫年■(月忿曰分类号：学校代号：10150UDC：密级：学号：硕士学位论文小型无人机姿态控制策略研究与实现ResearchandImplementationofMiniUAVAttitudeControlStrategy学生姓名：导师及职称：学科门类：专业名称：研究方向：申请学位级别：

4、论文答辩日期：学位授予单位：摘要摘要无人机以其独特的优势越来越多地应用于军事、工农业生产、灾难救援等诸多领域，因此对于无人机的研究成为近年来的热点，尤其是针对无人机控制方法的研究更是越来越深入。但多数控制方法的研究成果限于仿真验证，与工程实践脱节。本文针对某小型喷气式无人机设计了方便应用于工程实践的控制策略。首先，根据飞行器空间飞行相关理论，构建无人机飞行的数学模型。对数学模型进行线性化和简化处理得到无人机横向、纵向传递函数。将所研究的无人机具体气动特性参数代入传递函数模型，得到所研究的无人机的传递函数。其次，根据被控无人机的传递函数设计

5、控制器。对所研究无人机纵向、横向传递函数分析，采用比例加微分反馈的控制方法，增大系统阻尼。再次，搭建控制系统硬件平台。采用包括主控制器与副控制器的双控制器作为控制核心，使传感器读取与控制运算、控制量输出等工作被合理分配，以期能够完成比较复杂的控制任务同时降低对单个CPU的性能要求。进行传感器选型、电源电路设计、接口电路设计等，完成原理图及PCB设计。然后，编程实现所设计的控制算法。对所设计的连续控制器进行离散化，完成控制算法的函数编写。最后，进行软硬件综合测试与调试。实践结果表明，本文设计的控制策略，能够达到了预期控制效果，而且简单容易实

6、现，对于小型无人机尤其是喷气式无人机、军用靶机等控制策略的研究和工程实践具有较高的借鉴价值。关键词：无人机；姿态控制；微分反馈；I大连交通大学工程硕士学位论文AbstractUAVhasbeenusedinmilitary,industrialandagriculturalproduction,disasterreliefandotherfieldswithitsparticularadvantagesmoreandmore.Thus,theresearchofUAVhasbecomeacentralissueinrecentyears.

7、EspeciallytheresearchofUAVcontrolmethodisbecomingintensive.Butmostoftheresearchislimitedintheverificationofsimulationandawayfromengineeringpractice.ThecontrolstrategyforminiUAVthatcanbeappliedinengineeringpracticeeasilyisdesignedinthisthesis.Inthefirstplace,accordingtothe

8、relevanttheoriesofthecraftspaceaviation,themathematicalmodelofUAVaviationisconstructed.Horizonta