基于迭代學習的無人機的軌跡跟蹤控制.pdf

1、四旋翼直升機這個概念出現(xiàn)由來已久，最早起源于1907年，早期由于相關(guān)技術(shù)都不夠成熟，發(fā)展較為緩慢。隨著近年來空中機器人相關(guān)技術(shù)的進步，以及它自身獨特的優(yōu)勢，四旋翼直升機逐漸展現(xiàn)出其巨大的應(yīng)用價值和廣闊的發(fā)展前景。
　　由于四旋翼直升機自身為非線性系統(tǒng)，各通道間具有強耦合特性，這使其飛行控制系統(tǒng)設(shè)計較為復雜。此外，四旋翼飛行器逐漸趨于小型化發(fā)展，在其控制器中多采用體積小巧，功耗更低的MEMS傳感器，由于制造工藝的原因，傳感器的測量值

2、有較大偏差，所以除了要設(shè)計良好的控制算法之外，對傳感器進行分析、標定和多傳感器的數(shù)據(jù)融合也顯得尤為重要。本文對控制和數(shù)據(jù)處理兩個關(guān)鍵問題進行重點研究。
　　論文介紹了四旋翼飛行器的基本飛行原理以及課題后續(xù)工作需要用到的基礎(chǔ)知識，并按照相關(guān)知識建立四旋翼動力學模型。采用迭代學習的控制算法，依據(jù)四旋翼直升機的簡化動力學模型，結(jié)合卡爾曼濾波的最優(yōu)估計特性，估計出系統(tǒng)的重復性擾動和未建模誤差。選取基于時域內(nèi)二次性能函數(shù)離散方程的最優(yōu)迭代學

3、習算法，對估計出的模型誤差進行擾動補償，并用Matlab軟件仿真進行學習算法的評估，通過仿真給出了四旋翼無人機的各種軌跡下的跟蹤結(jié)果，證明了算法的有效性。
　　本文還搭建了四旋翼無人機飛控系統(tǒng)的硬件實驗平臺，并對所使用的傳感器進行了標定，濾波處理，在硬件平臺上進行了大量的實驗工作，驗證整體濾波性能的好壞，給出數(shù)據(jù)對比結(jié)果，并針對飛行器在飛行過程中會有傳感器數(shù)據(jù)采集異常以及有大機動的情況，運用卡方檢驗的方法進行故障檢測和隔離，數(shù)據(jù)結(jié)