基于滑模控制的四旋翼飞行器自主飞行控制系统研究

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1、。＇Ｖ，Ａ乂．，兰吟寺．．＾护矿＾Ｊ－，＇－一ｔ！４，．．１：■／．，（＇＼扣，，、己＇：３０。：单位代码１０分类号８５：２０１２１２２１３＼密级：学号硕±学位论文；：馨基于滑模控制的四旋翼飞行器自主飞行＞－二：控制系统妍究Ｃｕａｄｒｏ；民ｅｓｅａｒｃｈｏｎＡ山ｏｎｏｍｏｕｓＦｌｉｇｈｔｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｏｆＱ１ｏｒＵＡＶｓＢａｓｅｄｏｎＳｌｉｄｉｎｇＭｏｄｅＣｏｎｔｒｏｌ申请人狸名；王星、指导教师：王伟教授／

2、，．专业名称：系统科学’＇－＂研究方＂向；多旋翼无人机控制纪：：亡所在学院、心＼；信息与控制学院古：―。：二■皆＾节，、．一：－．－一：＇＾二〇—少五年五月挥；．＇．．１’＇；片？／－＇吟；皆’．、．．＇、ｔ义若．．ｌａ每載‘－■’．；；’；，兴：二、皆；若…．Ｖ乂．…＼气；Ａ巧故．诗穿‘＇■－’■．？方々一．＾，＞一片．．巧产．种风卢；＼护＼独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。本论文除了文中特别加Ｗ标注和致谢的内容外

3、，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京信息工程大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料：。算他同志对本研巧所做的贡献均已在论文中作了声明并表示谢意。化．居．义学位论文作者签名：么星签字日期：关于论文使用授权的说明南京信息工程大学、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）杂志社、中国科学技术信息研究所的《中国学位论文全文数据库》有权保留本人所送交学位论，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文文的复印件和电子文挡，并通一致过网络向化会提供信息服务。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相。除在保密期内的保密

4、论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权南京信息工程大学研究生院办理。坊＾开□保密（年月）保密的学位论文在解密后（应遵守此协议）Ｗ化？Ｌ学位论文作看签名；签字日期；指导教师签名；寻签字日期：成化命．目录ＩｌｌｍｓＡｂｓｔｒａｃｔＩＶ一第胃绪论１１．１课题研究背景及意义１１２５．国内外研究现状１．３研究内容及论文捏架８第二章四旋翼无人机系统总体设计介绍９２１９．四旋翼无人机系统总体设计方案２．２四旋翼无人机机身设计１

5、０２．２．１机身整体构型１０２．２．２机臂及旋翼设计１０２．２．３电机、电机驱动及电池选型口２．３四旋翼无人机系统硬件设计１４２．３．１系统硬件设计方案１４２３２主１５．．板硬件巧计２．３．３从板硬件巧计１９２．４四旋翼无人机系统软件设计２０２４１２０．．系统软件设计方案２４２主２１．．板软件设计２．４．３从板软件设计２２２４４地面站２３．．系统设计２．５本章小结２５第Ｈ章四旋翼无人机建模与分析２６３％．１飞巧原理分析．．３．２姿态角定义及坐掠转换２８３．２

6、．１常用坐标系巧３．２．２姿态角定义２９３．２．３坐标转换３０３３巧．动力学方程推导与模型建立Ｉ．３３．１平移运动分析３３３３２３５．．旋转运动分析３．３．３建横与分析３７３．４电机模型３８３．５本章小结３９第四章四旋翼无人机控制系统设计４０４．１滑模控制理论４０４丄１婿动模态定义４０４丄２滑模控制定义４１４丄３滑模系统设计步骤４１４．２控制系统设计方案４１４．３姿态控制器设计４３４．４偏航控制器设计５０４．５高度控制器设计５２４：．５４乂速度

7、巧制器设计４．７位置控制器设计５７４．８本章小结巧第五章四旋翼无人化飞行实验与结果分析５８５１５８．姿态控制飞斤实验５．２偏航控制飞行实验巧５．３高度控制飞行实验６０５．４速度控制飞斤实验６１５．５室外自主飞巧实验６２５．６本章小结６３第六章总结与展望６４６１总结６４．６．２展望６４ａａｔ６５参考文献６６作者简介７０Ｕ摘要近十几年来，四旋翼飞行器由于体积小，对起降场地无要求，可在狭小空间、受化学污染、核福射污染等各种复杂环