检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：程子啸华南理工大学

学位级别：硕士

四旋翼无人飞行器凭借其结构简单,垂直起降,灵活稳定等特点,近些年来在科研、民用市场、军事上都引起了极大的关注,具有重要的实际应用价值。然而其稳定飞行,必须借助飞行控制系统才能实现。由于四旋翼飞行器是一个典型的多输入多输出... 详细信息

四旋翼无人飞行器凭借其结构简单,垂直起降,灵活稳定等特点,近些年来在科研、民用市场、军事上都引起了极大的关注,具有重要的实际应用价值。然而其稳定飞行,必须借助飞行控制系统才能实现。由于四旋翼飞行器是一个典型的多输入多输出、非线性的强耦合复杂系统,对其飞行控制系统的设计实现,意味着对其数学模型、运动信息观测器、运动控制器等方面的研究与设计。本文围绕四旋翼飞行器飞行控制系统的设计展开研究,并将研究设计主要分成硬件系统设计、数学建模、传感观测系统设计、姿态控制器设计和位置控制器设计五个部分。首先对四旋翼无人机飞行控制系统的电子硬件部分进行了设计,获取了主要传感器的性能参数,制定了程序部分的主要流程;再运用牛顿—欧拉力学体系,对四旋翼无人机的运动特征、动力特征进行数学建模研究,设计实验对主要参数进行测量,并对电机—旋翼力学模型进行了研究;然后根据传感器性能及飞行环境将会对传感器测量数据带来的干扰,设计了窗口滑动滤波器和巴特沃斯数字低通滤波器对相应传感器数据进行除噪处理,同时针对飞行器的航姿系统和组合导航系统,设计了基于互补滤波思想的数据融合解算算法,使飞行控制系统能获得较为准确的飞行器角运动和线运动信息。接着根据四旋翼飞行器的姿态模型,分别设计了双闭环pid控制器和重点研究的基于最速反馈综合函数的非线性状态误差反馈控制器,并通过仿真研究、对比分析与实际飞行,证明了两种控制器的有效性及后者在快速性、稳定性上的优势;最后根据四旋翼飞行器的线运动模型,设计前馈—反馈PI控制器对竖直方向加速度进行控制,设计三闭环状态误差反馈控制器及LQR控制器对高度进行控制,设计双闭环pid控制器控制水平运动,并通过仿真分析与实际飞行验证了各控制器的有效性。最终完成了对四旋翼飞行器飞行控制系统的研究与设计,实现了对四旋翼飞行器的六自由度运动控制。

关键词：四旋翼飞行器姿态位置控制非线性状态误差反馈最速反馈综合函数双闭环pid控制器

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四旋翼飞行器姿态融合及控制算法的仿真与实验研究

四旋翼飞行器姿态融合及控制算法的仿真与实验研究

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作者：张承岫太原理工大学

学位级别：硕士

四旋翼飞行器是一个强耦合、高度非线性的欠驱动系统,实现稳定飞行控制的难度较大,具有机械结构简单、操纵性好、灵活性强、可垂直升降等优点,广泛应用于军事、民用领域,更多地受到科研院校和广大航模爱好者的青睐,并被应用到影视广告... 详细信息

四旋翼飞行器是一个强耦合、高度非线性的欠驱动系统,实现稳定飞行控制的难度较大,具有机械结构简单、操纵性好、灵活性强、可垂直升降等优点,广泛应用于军事、民用领域,更多地受到科研院校和广大航模爱好者的青睐,并被应用到影视广告拍摄中,显现出巨大的商业价值。针对四旋翼飞行器的研究,需将控制、空气动力学、传感器、通信等多学科的研究相结合,具有较高的研究价值和广阔的发展空间。本文选择四旋翼作为研究对象,借助搭建的飞行器硬件平台,对系统的理论模型、算法和调试展开探索研究。本文首先分析四旋翼的飞行原理,构建飞行器的简化动力学模型和电机模型,对系统的惯性测量单元、驱动单元以及图像采集单元进行硬件选型,搭建了以NI myRIO为核心控制器的四旋翼飞行器硬件平台,为后续的系统设计奠定理论和平台基础。针对四旋翼飞行器的数据采集和姿态解算问题,设计滤波器对其进行优化更新。首先对经典互补滤波算法进行优化,设计了自适应互补滤波器,给出离散系统卡尔曼滤波详细的推导过程,设计了该算法应用于四旋翼飞行器系统的具体计算过程,并通过仿真实验验证姿态融合在飞行控制研究中的重要作用,对比分析自适应互补滤波和卡尔曼滤波对信号的处理效果,然后对适用于非线性系统的扩展和无迹卡尔曼滤波算法进行实验对比分析,实验结果表明本文采用的无迹卡尔曼滤波算法去噪效果更明显,对数据的跟踪能力更强。在完成四旋翼飞行器的姿态解算之后,需要对飞行器的控制系统进行设计。本文通过对常用控制算法的工作原理进行分析,给出了pid、李雅普诺夫、LQR三种姿态控制器的设计方法,又将这三种控制器与第二章建立的动力学模型相结合,构成四旋翼飞行器系统仿真模型,并通过仿真实验对比分析几种控制器的性能后,选用双闭环pid控制器对系统的飞行姿态进行控制。为检验本文构建的理论模型、研究的姿态估计算法和控制算法的准确性和有效性,对飞行器系统进行总体软件设计,使用Lab VIEW对数据采集、无迹卡尔曼滤波和双闭环pid控制算法等模块进行编码实现和软件测试,并对图像采集界面进行调试,最后对四旋翼飞行器进行系统调试和实际飞行测试,实验结果表明,本文构建的理论模型准确,设计的姿态解算和飞行控制算法满足四旋翼飞行器稳定飞行的基本要求。

关键词：四旋翼飞行器 NI myRIO 无迹卡尔曼滤波双闭环pid控制器 Lab VIEW

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基于STM32的四旋翼飞行器的设计与实现

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仪表技术 2015年第5期 27-30页

作者：李华贵李辉李刚练杰邵阳学院电气工程系湖南邵阳422000

针对四旋翼飞行控制器姿态数据测量易受干扰、算法实现及设计较为困难等问题,设计并实现了以高性价比的STM32F103VET6微处理器作为主控板的四旋翼飞行器。选用六轴运动组件MPU6050、电子罗盘HMC5883L及气压计MS5611等传感器对飞行器姿... 详细信息

针对四旋翼飞行控制器姿态数据测量易受干扰、算法实现及设计较为困难等问题,设计并实现了以高性价比的STM32F103VET6微处理器作为主控板的四旋翼飞行器。选用六轴运动组件MPU6050、电子罗盘HMC5883L及气压计MS5611等传感器对飞行器姿态数据进行了实时采集,并结合卡尔曼滤波方法对姿态数据进行了数据融合。在控制算法上采用了非线性双闭环pid来实现两组四个电机的转速控制,并通过遥控器对四旋翼飞行器的飞行姿态进行实时调节。飞行试验表明:基于STM32F103VET6微处理器的四旋翼飞行器能够实现姿态、航向、悬停等控制功能,达到了预期的目的。

关键词：四旋翼飞行器双闭环pid控制器卡尔曼滤波

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一种无人车双闭环纵向控制方法、系统及设备

一种无人车双闭环纵向控制方法、系统及设备

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作者：郑南宁詹钧翔张唐一可史佳敏关鑫南智雄 710049 陕西省西安市咸宁西路28号

本发明提出了一种无人车双闭环纵向控制方法、系统及设备，计算速度和加速度的平滑参考；根据原始速度指令变化率的不同，采用松耦合模式和紧耦合模式计算内部平滑参考基于速度外环—加速度内环的双闭环pid控制器，pid速度环引入平滑前... 详细信息

标准号: CN113325691A

本发明提出了一种无人车双闭环纵向控制方法、系统及设备，计算速度和加速度的平滑参考；根据原始速度指令变化率的不同，采用松耦合模式和紧耦合模式计算内部平滑参考基于速度外环—加速度内环的双闭环pid控制器，pid速度环引入平滑前馈，利用先验的前馈控制消除控制变量的大部分变化，再通过pid反馈控制消除剩余扰动影响，得到pid速度环输出；pid加速度‑油门环引入模糊逻辑，自适应调节参数，得到基于模糊逻辑的pid控制变量；采用重心法对模糊控制器输出变量去模糊化，对模糊集合的面积重心相应的输出进行解算，获得加速度‑油门环pid参数，适用于无人驾驶汽车，能在不依赖动力学建模的条件下，实现准确、平稳和舒适的纵向控制效果。

关键词：平滑模糊逻辑纵向控制速度环油门双闭环pid控制器无人驾驶汽车动力学建模模糊控制器系统及设备自适应调节输出先验反馈控制控制变量面积重心模糊集合模式计算前馈控制输出变量速度指令参考变化率紧耦合模糊化双闭环松耦合无人车重心法扰动引入解算内环前馈

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一种无人车双闭环纵向控制方法、系统及设备

一种无人车双闭环纵向控制方法、系统及设备

引用

作者：郑南宁詹钧翔张唐一可史佳敏关鑫南智雄 710049 陕西省西安市咸宁西路28号

标准号: CN113325691B

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一种基于自适应控制的燃油脱水脱氧设备控制方法

一种基于自适应控制的燃油脱水脱氧设备控制方法

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作者：汤庚王宝新景月申春艳张翔王惠张景峰韩冬 110043 辽宁省沈阳市大东区东塔街3号

本发明公开了一种基于自适应控制的燃油脱水脱氧设备，同时采用脉宽调制控制技术(PWM)，在燃油脱水脱氧设备操作过程中，对多传感器输出信号进行检测，实现对进气流量、进油流量的有效调节，保证气与油混合比例为固定值，使气与油混合... 详细信息

标准号: CN106873361A

本发明公开了一种基于自适应控制的燃油脱水脱氧设备，同时采用脉宽调制控制技术(PWM)，在燃油脱水脱氧设备操作过程中，对多传感器输出信号进行检测，实现对进气流量、进油流量的有效调节，保证气与油混合比例为固定值，使气与油混合比例处于受控状态。技术方案包括：对传感器信号进行检测，设计双闭环pid控制器，并通过脉宽调制控制技术对驱动信号进行控制。本发明能够对燃油脱水脱氧设备中各个功率器件进行控制，控制器具有较好的跟踪效果、控制器参数可以在线整定，提高了控制系统的鲁棒性及控制精度。

关键词：脱氧设备脱水脉宽调制控制双闭环pid控制器传感器信号控制器参数自适应控制操作过程多传感器功率器件进气流量进油流量控制系统驱动信号受控状态输出信号有效调节在线整定控制器鲁棒性检测跟踪保证

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