小型无人机容错控制系统设计

《小型无人机容错控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ｌｉ４击糾成丈葦圓１ＴＥＣＨＮＯＩＮＡＵＮＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＬＯＧＹＯＦＣＨ５ＩＶＥＲＳＩ专业学位硕±学位论文ＩＥＧＲＥＥＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＯＮＡＬＤＩ．．．ｊｐｆ１１Ｉ：ＩＡ，笔Ｉ：１论文题目小型无人机容错控制系统设计Ｉ＇专业学位类别工程硕±Ｊ学号２０１１５１０７０１０５養ｍ作者姓名刘辉．．■■－．■指导教师李瑞副教楼Ｊ：１Ｕ过＃＾＾於独创性声明本

2、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作及取得的硏究成果。据我所知，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已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它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作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：月从日叫＞１？矿年论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位

3、论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名；导师签名；叫聲日期：厂年Ｕ月日分类号密级注1UDC（题名和副题名）（作者姓名）指导教师（姓名、职称、单位名称）申请学位级别专业学位类别工程领域名称提交论文日期2015.9论文答辩日期2015.11学位授予单位和日期201512答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。FaultTolerantControlSystemDesignofMiniUAVAMasterThesi

4、sSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LiuHuiSupervisor:AssociateProfessorLiRuiSchool:SchoolofAutomationEngineering摘要摘要多旋翼小型无人机，越来越多的使用在工业级和消费级的领域，随着世界各国对民用航空低空的开放，对低空航空器的限制日益严格，对其安全性要求也日益提高。此类小型无人机安全性主要包括两个方面：一方面是严格管理操作人员，提高其操作能

5、力来保证无人机工作时的安全性；另一方面是采用性能稳定的控制系统，对控制系统进行容错设计和其他安全性设计来保证无人机系统的可靠性和安全性。本文针对小型六旋翼无人机的控制系统进行了容错设计来提高其控制系统的可靠性和安全性。主要包括传感器容错设计、控制器容错设计和执行机构容错设计，对其容错的原理进行分析，将容错系统与非容错系统的可靠性进行了对比，并采用消费级电子器件完成了容错控制系统原理件设计。根据小型多旋翼无人机的特点，对传感器采用物理余度方法进行容错设计，简化设计以利于工程实现。对控制器，通过选择具有看门狗设计和电源监控设计的微控制器，结合软件功能实现故障检测与

6、隔离。对执行机构即旋翼驱动系统，采用基于模型的故障检测方法进行故障检测，并结合多模式切换的控制律设计，实现执行机构故障的容错控制。本文建立了六旋翼无人机的详细模型，并完成了控制算法设计。以此为基础，重点针对旋翼控制的故障进行了故障模式的分析，实现了模式切换控制律设计和仿真。设计结果表明，以现有微机电技术和微控制器技术基础，对小型无人机控制系统进行容错设计，在略微提高系统成本和重量的情况下，很大提高小型无人机系统可靠性，而且工程实现可行性很高。关键词：六旋翼，无人机，容错控制，多模式切换IABSTRACTABSTRACTMulti-rotorUAV,increa

7、singlyusedinthefieldsofindustrialandconsumer-grade,open-worldcountrieswithlow-levelcivilaviation,restrictionsonlow-altitudeaircraftalsoincreasinglystringentrequirementsforincreasinghighsafety.SuchsmallUAVssafetyconsistsoftwoaspects:oneisstrictmanagementoperationspersonneltoimproveth

8、eiroperationalcapac