無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)仿真研究畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-08-17 13:14本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】無人機(jī)是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)?？煞磸?fù)使用多次，廣泛。用于空中偵察、監(jiān)視、通信、反潛和電子干擾等。因此研究無人機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要意義。要研究無人機(jī)動(dòng)力學(xué)模型的姿態(tài)仿真，首先必須建立飛機(jī)的數(shù)學(xué)模型。在忽略機(jī)體震動(dòng)和變形的。俯仰與偏航）和沿三個(gè)軸的線運(yùn)動(dòng)。為了確切的描述飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須選擇合適的坐標(biāo)系。地面坐標(biāo)系是與地球固連的坐標(biāo)系。原點(diǎn)A固定在地面的某點(diǎn)，鉛垂軸向上。為正，縱軸與橫軸為水平面內(nèi)互相垂直的兩軸。因此，飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)也是飛機(jī)控制系統(tǒng)中的被控。同時(shí)利用副翼、方向舵、升降舵及油門桿來進(jìn)行對(duì)飛機(jī)的控制。這些稱為無人機(jī)飛。通過坐標(biāo)變換可以得出無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組。根據(jù)無人機(jī)三個(gè)姿態(tài)角的關(guān)系：。關(guān)于各方程式是互相密切聯(lián)系著的。動(dòng)方程組來討論，從而給我們研究無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律帶來了極大的方便。該方法是根據(jù)衰減頻率特性來整定PID控制器參數(shù)的。
【正文】 點(diǎn)和 C點(diǎn)附近的 D點(diǎn)。全部仿真結(jié)果分別如下所示 : 圖 414 PID控制下高度階躍響應(yīng)（ A點(diǎn)） 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 20 圖 415 PID控制下高度階躍響應(yīng)（ B點(diǎn)） 圖 416 PID控制下高度階躍響應(yīng)（ C點(diǎn)） 無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)仿真研究 21 圖 417 PID控制下高度階躍響應(yīng)（ D點(diǎn)） 總結(jié) 本文以 無人機(jī)為研究對(duì)象，主要研究了其飛控系統(tǒng)控制律的設(shè)計(jì)問題，分別設(shè)計(jì)了基于常規(guī) PID控制和智能 PID 控制策略的飛行控制律，并進(jìn)行了大量的仿研究。仿真結(jié)果表明 :基于經(jīng)典 PID 控制律結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，但這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)需要反復(fù)選擇大量的設(shè)計(jì)參數(shù)，需要借助于大量的直觀的經(jīng)驗(yàn)，按照閉環(huán)回路來依次選擇控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。 本人的研究工作主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 : (l)深入研究了經(jīng)典 PID 控制的基本思想和方法。探討了經(jīng)典 PID 控制的特點(diǎn)，研究了 PID 控 制策略的特點(diǎn)和控制律設(shè)計(jì)方法。 (2)深入研究了無人機(jī)飛控系統(tǒng)的基本工作原理、無人機(jī)縱向系統(tǒng)下各基本飛行模態(tài)的基本結(jié)構(gòu)和作用以及飛控系統(tǒng)控制律設(shè)計(jì)的一般方法。 (3)采用常規(guī) PID 控制方法完成了無人機(jī)縱向通道中俯仰角控制模態(tài)和高度保持模態(tài)控制律的設(shè)計(jì)，并以大量的仿真結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制律的有效性。 （ 2）本文目前所做的仿真工作大部分是在線性模型基礎(chǔ)上進(jìn)行的，下一步工作是考慮各種諸如水平風(fēng)、垂風(fēng)、傳感器噪聲等因素的干擾，進(jìn)行非線性模型的仿真，而進(jìn)一步驗(yàn)證所設(shè)計(jì)控制律的有效性。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 22 參 考 文 獻(xiàn) 1 張明廉 .飛行控制系統(tǒng)，第 l 版 .北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 1984 2 申安玉，申學(xué)仁，李云保 .自動(dòng)場(chǎng)行控制系統(tǒng)，第 I版 .北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 2020 3 胡壽松 .自動(dòng)控制原理，第 3 版 .北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 1994 4 薛定宇 .反饋控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) — MATLAB 諳言應(yīng)用，第 I版 .北京：清華大學(xué)出版 附錄Ⅱ 無人機(jī)縱向各狀態(tài)點(diǎn)處運(yùn)動(dòng)線性化方程 已知無人機(jī)的狀態(tài)方程的表達(dá)式為：則對(duì)于縱向運(yùn)動(dòng)而言，中空 A 點(diǎn)處：（ H=4722m，V=） A=0 . 0 4 2 7 0 . 4 2 0 5 0 . 1 6 5 2 0 00 . 0 1 1 5 2 . 3 6 0 3 0 . 0 1 0 2 1 00 0 0 1 01 . 4 8 2 4 1 9 . 7 8 8 9 0 . 0 0 5 1 1 . 8 3 2 2 00 . 2 5 7 4 4 . 1 9 7 0 4 . 1 9 7 0 0 0???????? ? ? ???? 000B????????????? 中空 B 點(diǎn)處：（ H=3644m， V=） 0. 03 41 0. 31 63 17 07 0 00. 18 43 1. 90 55 0. 00 05 1 00 0 0 1 00. 35 10 25 .4 15 0 0. 00 02 0 00. 00 84 2. 69 01 2. 69 01 0 0A? ? ????????????????? 000B????????????? 高空 C 點(diǎn)處（ H=12249m， V=） 0 .0 1 5 0 0 .3 2 2 4 0 .1 7 0 9 0 00 .0 1 0 6 0 .9 4 9 7 0 .0 0 1 6 1 00 0 0 1 00 .4 9 1 7 5 .6 9 6 6 0 .0 0 0 3 0 .6 2 4 1 00 .0 2 9 1 0 .4 1 6 8 4 .4 1 6 8 1 0 0A????????? ? ????? 000B????????????? 高空 D 點(diǎn)處（ H=12127m， V=） 0 .0 7 8 2 0 .5 9 0 0 0 .1 7 0 5 0 00 .0 5 1 0 0 .7 5 1 9 0 .0 0 3 4 1 00 0 0 1 01 .4 9 0 6 1 6 .4 4 1 4 0 .0 0 0 6 0 .6 2 4 1 00 .0 7 9 9 4 .0 4 2 2 4 .0 4 2 2 0 0A? ? ?????????? ? ????? 000B????????????? 無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)仿真研究 23 高高空 E 點(diǎn)處（ H=17195m， V=） 0 . 0 1 6 1 0 . 4 1 2 5 0 . 1 6 6 4 0 00 . 0 1 1 7 0 . 3 7 5 7 0 . 0 1 0 6 1 00 0 0 1 00 . 2 1 9 6 6 . 3 0 6 2 0 . 0 0 0 9 0 . 3 0 2 3 00 . 2 2 9 4 3 . 6 0 5 2 3 . 6 0 5 2 2 0 0A? ? ????????? ? ??????? 000B????????????? 高高空 F 點(diǎn)處（ H=17505m， V=） 0 . 0 4 6 5 0 . 2 3 6 7 0 . 1 7 1 0 0 00 . 0 0 6 9 0 . 2 7 6 4 0 . 0 0 0 1 1 00 0 0 1 00 . 7 6 9 6 5 . 1 9 5 5 0 0 . 2 7 5 2 00 . 0 0 3 2 4 . 1 2 5 5 4 . 1 2 5 5 0 0A? ? ????????????? 00 163806 65200B?????????????
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