多源干扰情况下四旋翼无人机的抗干扰控制方法设计文献综述

 2023-04-15 09:09:25

文献综述

文献综述1、研究背景和意义四旋翼飞行器是一种电动的、能够垂直起降(VTOL)的、多旋翼式遥控,自主飞行器。

它在总体布局形式上属于非共轴式碟形飞行器,与常规旋翼式飞行器相比,其结构更为紧凑,能够产生更大的升力,并且4只旋翼可相互抵消反扭力矩,不需要专门的反扭矩桨。

但由于构造复杂、不易操纵等原因,大型四旋翼飞行器的发展一直都比较缓慢。

近年来,随着新型材料、微机电(MEMs)、微惯导(MIMU)以及飞行控制等技术的进步,微小型四旋翼飞行器得到了迅速发展,逐渐成为人们关注的焦点。

微小型四旋翼飞行器特别适合在近地面环境(如室内、城区和丛林等)中执行监视、侦察等任务,具有广阔的军事和民用前景;与此同时,它还是火星探测无人飞行器的重要研究方向之一;另外,新颖的外形、简单的结构、低廉的成本、卓越的性能以及独特的飞行控制方式(通过控制4只旋翼的转速,实现飞行控制)使其对广大科研人员具有很强的吸引力,成为国际上新的研究热点。

四旋翼无人机因具有垂直起飞和降落、悬停等特点,在测绘、农业以及运输等领域得到广泛应用。

四旋翼无人机系统空气动力学特性复杂,气动特性受干扰影响大,四旋翼无人机作为一个多变量、非线性时变、强耦合系统,对其进行稳定控制成为一个具有挑战性的问题。

四旋翼无人机的抗干扰能力也影响着无人机的飞行效果,因为四旋翼无人机容易受到电磁、风力、线性扰动等外部环境的干扰,如果四旋翼无人机的抗干扰能力较低,会对四旋翼无人机的控制性产生很大的影响,尤其在飞行姿态上。

目前,已有大量控制算法用于解决四旋翼无人机稳定控制问题,如PID控制、鲁棒控制、反步法、自抗扰控制等。

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