浅析无人机飞控系统的仿真研究

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1、南京理工大学硕士学位论文无人机飞控系统的仿真研究姓名：蒋昊亮申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：陈庆伟20040701颈士论文无A瓿飞控慕缝羽仿真研究摘要本文以国家某商技术课题为研究背景，以菜黧固定翼光入机为研究对氟，主要研究了基于常规PID和智能P1D的无人机飞行控制律的设计问题，首先，德立了无人枧的六照l圭l度数学模溅，势运用小扰动线性他方法翔系数冻缡法分剐建立了无人枫纵囱与横翎淘系统豹绫梭纯方程；繁次，夯缓了一魑常爰静PID控臻《器参数攘建法霸智能PID控制的基本思想，作为飞行控制律设计的理论基础；鞭次，分别采用常规PID和智能PID进行了纵向系统与横侧向

2、系统控制的设计，著针对不同空域的一些典型的、跌忿点逑嚣了大量豹蘩囊疆究。镑寨结累表明，我鲷瑟设谤瓣零溪PID控剿嚣在多数情况下能满足要求，镏能PID控制器刚具备更强的鲁棒性，能适应不同空域中更多的状态点。关键诩；无人机，常规P1D，智黼PID，飞行控制律，俯仰角，滚转角，仿真疆1}瓷文无太梃飞控系统掬侨真研究ABSTRACTTheprimarypu肾oseofthisthesisistoapplyclassicPIDcontrolandintelligentPIDcontrolstrategiestothedesignoftheUAV’s(UnmannedAerialVehic

3、le)fightcontrollaw．Firstofall。theUAV'ssix—degrees—of-freedom(6一DOF)mathematicalmodel{sbuiltandlinearized．ThensomebasictheoriesandtechniquesaboutclassicPIDcontrolandintelligentPIDcontroIarementionedfollowedbyaprofoundresearchonthecontr01schemeoftheIognitudinalandlateraIcontrolsvstemoftheUAV．C

4、lassiePlDandintelligentPIDcontrolstrategiesarerespectivelyappliedtothedesignoftheflightcontrollawoftheUA、，’sfourfundamentalflightcontrolmode．includingpitchinganglecontrolmode，altitudeholdingmode，rollinganglecontrolmodeandyawanglecontrolmode．Finally,anamountofsimulationisdesignedtovalidatethe

5、effectivenessoftheflightcontrollawbasedonclassicPIDandintelligentPIDcontrolstrategies．TheresultsofthesimulationshowthattheclassicPIDflightcontrollawiseffective．andtheintelligentPIDflightcontrollawissuperiortotheformerone．Keywords：UAV,ClassicPID，IntelligentPID，FlightControlLaw,PitchingAngle，R

6、ollingAngle，Simulation疆士豫文无走瓠飞控幕壤鹄嵇奏研究1绪论l。董无天视篱介光八机(UnmannedAerialVehicle，缩写为UAV)又称“空中机器人”，是一种E虹动力驱动、桃上嚣人驾驶、可鬟复使用的航空骚的简称IⅢ。它大体上是妇无人枫载箨、避嚣链设冬≤秃线遣控裁、经务整获，鬟射薅竣等莛黪装霪)瑗爱鸯效受蓊三整分组成的。根据无入机的结构、飞行时间．飞行距离或执行俄务的性质等特点我们可以把铝划分成不同种擞。从总体缩构来看。无人机有固定翼、垂直旋翼、倾斜旋翼、旋翼／强定翼之分；掇据活动半经移续靛蹿瓣。蠢太糖可太钵努为近程、缀程、孛疆弱遮耧巍类；鬏蕹溺途

7、，我稍叉谢潋挹无入枫分为军焉稳氐鼹嚣大类。觅入机是1917锥由英国首先研制成功的。厦然它问世融久，但直剿20世纪50年代才褥瓢了宾芷的发展。当时世界各国空军开始大量装备光入机，将其傩为空靶使震。裁嚣，美霆率兔磅剿藏珐嚣夫驾驶赣察税，著器鲶霆予越蠛。囊了黝年钱；秃人机得剿了更为广泛的应用。在1982年的中求战争中，以德列在贝卡铸地交战巾，用“侦察是”和“猛犬”无人机诱骗叙军的地空导弹的制导臀达开机，侦豢获取了辔这的工佟参数并溅定了其所在位麓。嚣太撬翡飞速发震是在海湾酸争蘑，娃美嚣兔蓄秘多国鼯驮