四旋翼无人机动力学建模与分析

qq_37424301 2018-04-27 08:47:57

老师说最好不要加PID控制
只要普通的仿真即可
另外有人会四元数仿真吗

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weixin_41008146 2018-06-25

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不需要仿真吗？

本文的设计对象为四旋翼无人机，进行建模与仿真，对它的运动学模型和动力学模型进行了必要且详细的研究和分析，运用牛顿-欧拉方程建立了四旋翼的运动学和动力学方程，最后推导出四个旋翼的角速度表达式。采用了一种简单高效的比例微分串级（PD）控制方式，分别设计了四旋翼无人机的位置控制器和姿态控制器并利用Simulink实现了四旋翼无人机的仿真，首先搭建了一个简易的仿真模型，利用PID模块手动输入指定值，运行后在示波器的图像中验证了模型的稳定性。其次搭建了一个功能更为完备的仿真模型，引入控制算法，在70秒的仿真时间中完成了从地面开始连续跟踪三个变化点，并最终返回原点的轨迹图。由此验证了控制系统具备简单高效且不失稳定性的特点。

本文的设计对象为四旋翼无人机，进行建模与仿真，对它的运动学模型和动力学模型进行了必要且详细的研究和分析，运用牛顿-欧拉方程建立了四旋翼的运动学和动力学方程，最后推导出四个旋翼的角速度表达式。采用了一种简单高效的比例微分串级（PD）控制方式，分别设计了四旋翼无人机的位置控制器和姿态控制器并利用Simulink实现了四旋翼无人机的仿真，首先搭建了一个简易的仿真模型，利用PID模块手动输入指定值，运行后在示波器的图像中验证了模型的稳定性。其次搭建了一个功能更为完备的仿真模型，引入控制算法，在70秒的仿真时间中完成了从地面开始连续跟踪三个变化点，并最终返回原点的轨迹图。由此验证了控制系统具备简单高效且不失稳定性的特点。 四旋翼无人机建模与仿真 simulink（简单建模+复杂建模）

旋翼无人机交互作业动力学建模研究进展_丁希仑 (1).caj

针对小型倾转四旋翼（quad tilt-rotor, QTR）无人机位置控制过程中存在的外部扰动、建模误差以及输入时延的问题，给出了QTR的动力学模型，并采用基于扰动观测器的控制方法，设计了QTR的位置控制器。内回路的姿态控制器采用鲁棒伺服线性二次型最优控制器。仿真实验部分，设计了相应的飞行场景对设定的轨迹进行跟踪。仿真实验表明，所设计的基于扰动观测器的位置控制器能有效地实现对期望轨迹的跟踪，使得QTR能兼顾传统旋翼飞行器的飞行功能，同时又能像固定翼一样进行长距离快速飞行。

传统的旋翼无人机（R-UAV）主要用于进行监视。在R-UAV上安装机械操纵器将产生Rotorcraft空中操纵器（RAM）系统。 RAM系统扩大了R-UAV的应用范围。本研究提出的RAM系统由R-UAV和微型液压机械手组成。结合两个系统的优点，此RAM系统具有增强的灵活性，并能够完成更多任务。根据液压操纵器的工作特性，建立RAM的悬停模式动力学模型。 LQR控制器用于控制液压机械手的平面运动。机械手的运动将对RAM系统施加耦合的力和力矩影响。这种耦合的影响被视为对R-UAV系统的干扰，并受到鲁棒控制器的限制。最后，通过仿真，建立的动力学模型和所提出的控制的有效性策略已验证。

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