无人机飞行控制器设计及参数优化技术研究

摘要

随着科学技术的不断发展，无人机技术越来越受到人们的关注，无论是在军事应用还是民用领域，与之相关的技术研究也不断深入。
　　本文以某小型无人机为对象，根据该无人机的计算气动数据建立了机体的六自由度非线性动力学和运动学方程，再基于小扰动线性化方法对所建立的无人机非线性模型，在典型设计点上进行线性化处理，得到该无人机的线性化模型。
　　接着利用经典控制理论在设计点上对该无人机的线性化模型进行典型模态的飞行控制律设计，并通过数字仿真对所设计的控制律进行仿真验证。
　　然后基于遗传算法的相关知识，并借助已有遗传算法工具箱函数对本文所设计的部分飞行模态的控制律参数进行优化设计，并对优化结果和原设计结果进行了对比分析，确定本文所采用的优化方法的有效性。
　　最后，通过建立无人机系统闭环数字仿真模型对无人机系统飞行全过程进行了仿真，验证本文所设计的飞行控制律在无人机全程飞行过程中的可靠性和有效性。

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1 绪 论

1.1引言

1.2 论文研究目的及意义

1.3 论文主要内容及章节安排

2 无人机模型及其线性化

2.1 坐标系及其转换关系

2.2 本文的研究对象

2.3无人机空间受力分析

2.4无人机非线性模型

2.5 无人机非线性模型的配平及线性化

2.6本章小结

3 无人机飞行控制律设计

3.1 飞行控制律设计概述

3.2 Matlab设计平台简介

3.3 无人机稳定性分析

3.4 飞行控制律设计及仿真

3.5 本章小结

4 基于遗传算法的飞行控制律优化

4.1 遗传算法

4.2遗传算法工具箱

4.3基于遗传算法的参数优化研究

4.4本章小结

5 无人机系统仿真技术研究

5.1系统仿真概述[47]

5.2无人机全系统仿真建模

5.3 无人机系统数字仿真模型

5.4本章小结

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 本文工作重点

6.3后续工作展望

致谢

参考文献