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[转载]【无人机】【2011.04】四旋翼无人机的仿真与控制

已有 375 次阅读 2021-8-31 18:12 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载

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本文为美国肯塔基大学(作者:Michael David Schmidt)的硕士论文,共129页。

 

ANGEL项目(空中网络引导电子了望)采用系统工程方法设计、开发、测试和实施四旋翼无人机。目前在四旋翼无人飞行器领域的许多研究工作都没有采用广泛的系统方法来设计和实现。这些其他项目在模拟环境中使用预制的四旋翼平台和一系列外部传感器,这对于现实世界的使用是不可行的。

 

ANGEL系统是专门设计用于战斗威胁区域它的鲁棒性和易控制性至关重要。建立了完整的ANGEL系统动力学仿真模型,并在MATLAB和Simulink中对一个定制控制器进行了调试。该控制器在硬件上进行了实现,并与必要的子系统配对,以完成ANGEL平台。初步测试表明,该系统能够运行成功,但在部署到实地之前还需要进一步的开发。为这架飞行器编写了一个定制的高级控制器,目的是让部队能够在没有专业操纵人员的情况下向平台发送命令。另一种可拆卸的飞行器也在研制中,这种飞行器能够大大提高运输效率。 

 

The  ANGEL  project (Aerial  Network  Guided Electronic  Lookout)  takes a systems  engineering  approach to  the  design, development,  testing  and implementation  of  a  quadrotor unmanned  aerial  vehicle. Many  current research endeavorsinto the field of quadrotors for use as unmanned vehicles do  not utilize  the  broad systems  approach  to design  and  implementation. These  other projects use  pre-fabricated  quadrotor platforms  and  a series  of external sensors in amock environment that is unfeasible for real world use. The  ANGEL system  was  designed specifically  for  use in  a  combat theater where robustness and ease of control are paramount. A completesimulation model of  the  ANGEL system dynamics was  developed  and used  to  tune  acustom  controller  in MATLAB  and  Simulink®. This  controller  was then implemented  in  hardware and  paired  with the  necessary  subsystems to complete the ANGEL platform. Preliminary tests show successfuloperation of the  craft,  although more  development  is required  before  it is  deployed  in field. A  custom  high-level controller  for  the craft  was  written with  the intention  that troops  should  be able  to  send commands  to  the platform without  having  a dedicated  pilot. A  second craft  that  exhibits detachable limbs for greatly enhanced transportation efficiency is alsoin development.

 

1.         引言

2.         文献回顾与研究动机

3.         ANGEL仿真模型

4.         ANGEL控制的开发

5.         平台实现

6.         测试与结果

7.         结论与展望

附录A 相关源代码

附录B CAD图纸


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