基于UVS平台的四旋翼无人机飞行控制方法研究

发布时间：2025-07-07 05:30

　　四旋翼无人机(quadrotor UAV)由于结构简单、机动性强、生产成本低等优点,近年来在军事和民用领域备受青睐。但由于具有非线性、半耦合、多变量和欠驱动等特性,大大增加了研究难度。本文基于UVS平台,以QBall2为研究对象,针对四旋翼无人机的控制器设计问题进行了相关研究。主要包含以下几个方面:1、QBall2四旋翼无人机数学模型的建立。介绍了QBall2结构特性和飞行机理,基于惯性坐标系和机体坐标系,推导出QBall2的非线性数学模型。2、积分型反步滑模控制器设计。根据QBall2四旋翼无人机半耦合特性,设计了以姿态回路为内环、位置回路为外环的双闭环控制结构,基于非线性算法——反步法设计控制器;再考虑无人机飞行过程中存在外界环境干扰和系统参数摄动问题,将抗干扰能力较强的滑模控制融入其中,以增强系统的鲁棒性;同时引入积分环节来减少系统的稳态误差和调节时间,最终设计出带有积分环节的反步滑模控制器。通过两组对比仿真实验验证了积分型反步滑模控制器较优于反步控制器和传统的反步滑模控制器。3、基于ESO和积分型反步滑模法的控制器设计。针对复合干扰较强且存在系统建模不确定性问题时,积分型反步滑模...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1GyroplaneNO.1四旋翼无人机Fig.1-1GyroplaneNO.1quadrotorUAV

开展关于四旋翼无人机的相关技术理论研究对推动化、经济创收等方面都具有重大的影响。无人机研究现状人机的研究发展史大致可划分为两个阶段。第一阶，这个时期的主要代表有1907年的Breguet-Richet2年的DeBotliezat[9]；第二阶段是2000年至今，....

图1-2ParrotAR.Drone四旋翼无人机Fig1-2ParrotAR.DronequadrotorUAV

技大学硕士研究生学位论文当前所研究的四旋翼飞行控制机科学的不断进步、高精度传导航等技术的提升，为实现无对四旋翼无人机领域的难点探翼无人机领域的研究更加火ot公司的四旋翼无人机于20示。作为一个高科技产品，它能基于惯导系统实现悬停，通行引起了更多人的兴趣。

图1-3可变螺距四旋翼无人机

图1-2ParrotAR.Drone四旋翼无人机Fig1-2ParrotAR.DronequadrotorUAV作为较早开始对多旋翼无人机自主飞行研究的麻省理工学院，其thanHow带领的研究小组基于视觉定位，实现了四旋翼无人机的自飞行。2011年，他们又着....

图1-4无人机多机协作Fig.1-3Variable-pitchquadrotorUAVFig.1-4Multi-machineCooperationofUAV

图1-2ParrotAR.Drone四旋翼无人机Fig1-2ParrotAR.DronequadrotorUAV作为较早开始对多旋翼无人机自主飞行研究的麻省理工学院，其thanHow带领的研究小组基于视觉定位，实现了四旋翼无人机的自飞行。2011年，他们又着....

本文编号：4056577