学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

无人机自动起飞/着陆的控制技术研究

作　者: 程士广
导　师: 吴庆宪
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 武器系统与运用工程
关键词: 视觉导航 跑道识别 动态逆 模糊干扰观测器 模糊神经网络 滑跑纠偏 差动刹车控制
分类号: V249.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 206次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


进入21世纪，制信息权决定了战争的胜败，集侦察、情报传输和火力打击于一身的无人机必然成为信息化战场的绝对主力。研究无人机起飞与着陆技术，对于推动无人机技术发展和掌握未来战争主动权，具有重大现实意义和深远的战略价值。论文主要研究无人机起飞与着陆阶段的关键技术，提出新的解决方案。首先，介绍无人机的发展历程，应用价值和发展方向；分析无人机起飞/着陆控制的国内外研究现状，以及视觉导航在无人机着陆中的应用。其次，建立无人机起飞与着陆阶段非线性运动模型，分析地面和发动机对无人机的力和力矩，给出低空气流干扰的一般数学模型和仿真总体方案。第三、四、五章详细讨论了无人机起飞/着陆阶段的关键技术。第三章设计基于计算机视觉图像处理的导航系统。按照数字图像处理过程对跑道图像进行滤波，分割和特征提取，应用Hough变换进行跑道边缘直线提取；基于支持向量机技术进行跑道识别，该算法具有自学习能力，识别效果显著；基于几何投影理论，利用跑道边缘直线方程求取无人机姿态和位置信息。第四章基于动态逆方法设计无人机自动着陆控制律，为抑制不确定性，设计基于模糊逻辑和模糊神经网络的干扰观测器，跟踪复合干扰，实现对无人机的自动着陆控制。第五章设计主轮差动刹车和方向舵偏转的联合控制律，进行无人机滑跑纠偏控制；基于动态逆方法设计无人机纵向起飞控制律，在迎角和俯仰角速率回路加入模糊干扰观测器，实现干扰环境下自动起飞控制。最后，总结了关于无人机起飞与着陆阶段关键技术的改进与探索，并指出其中的不足之处。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章 绪论  13-19
  1.1 研究背景与意义  13-15
  1.2 国内外研究现状  15-18
    1.2.1 无人机导航系统研究现状  15-16
    1.2.2 飞行控制理论研究现状  16-18
  1.3 本文主要研究内容  18-19
第二章 建立模型  19-29
  2.1 引言  19
  2.2 无人机非线性数学模型  19-21
  2.3 发动机建模  21-22
  2.4 起落架建模  22-25
    2.4.1 地面支撑力  22-23
    2.4.2 侧向摩擦力  23-24
    2.4.3 滚转阻力  24-25
  2.5 大气环境模型  25-27
  2.6 仿真总体方案  27-28
  2.7 本章小结  28-29
第三章 视觉导航系统设计  29-47
  3.1 引言  29-30
  3.2 图像处理  30-38
    3.2.1 预处理  30-31
    3.2.2 分割  31-33
    3.2.3 特征提取  33-36
    3.2.4 基于支持向量机的跑道识别与跟踪  36-38
  3.3 导航参数解算  38-42
  3.4 信息融合  42-45
    3.4.1 图像融合技术  43-44
    3.4.2 组合导航技术  44-45
  3.5 本章小结  45-47
第四章 无人机自动着陆控制律设计  47-65
  4.1 引言  47-48
  4.2 着陆轨迹设计  48-49
  4.3 基于非线性动态逆的无人机着陆控制律设计  49-51
  4.4 基于模糊干扰观测器的动态逆控制器设计  51-58
    4.4.1 模糊逻辑系统描述  52
    4.4.2 模糊干扰观测器设计  52-54
    4.4.3 基于模糊干扰观测器的自动着陆控制律设计  54-55
    4.4.4 快速模糊干扰观测器  55-56
    4.4.5 仿真  56-58
  4.5 基于模糊神经网络干扰观测器的自动着陆控制律设计  58-64
    4.5.1 模糊神经网络描述  58-59
    4.5.2 模糊神经网络干扰观测器设计  59-61
    4.5.3 基于模糊神经网络干扰观测器的自动着陆控制律设计  61-62
    4.5.4 仿真  62-64
  4.6 本章小结  64-65
第五章 无人机自动起飞控制律设计  65-73
  5.1 引言  65-66
  5.2 滑跑纠偏控制  66-68
  5.3 自动起飞控制律设计  68-72
    5.3.1 模型简化  68
    5.3.2 控制策略选择与抬前轮速度确定  68-69
    5.3.3 基于模糊干扰观测器的控制器设计  69-70
    5.3.4 仿真  70-72
  5.4 本章小结  72-73
第六章 论文总结与展望  73-75
  6.1 本文主要工作  73
  6.2 本文不足与进一步展望  73-75
参考文献  75-79
致谢  79-80
在学期间的研究成果及发表的学术论文  80

相似论文

  1. 基于直接侧向力/气动力复合控制的姿态控制律设计,V249.1
  2. 移动质心与直接力复合控制动能弹控制方法研究,TJ765
  3. 模糊神经网络在扫雷犁系统中的应用研究,TJ518
  4. 神经网络与组合预测在高速公路路面管理系统的应用研究,TP315
  5. 北票风电场发电机组的齿轮箱故障诊断研究,TH165.3
  6. 火灾早期探测分级预警系统研究,X928.7
  7. 信息融合技术在嵌入式驾驶疲劳检测中的应用研究,TP368.12
  8. 测量雷达智能诊断技术研究,TN957
  9. 基于D-FNN的加热炉钢温建模与优化研究,TG334.9
  10. 空间信息处理中基于模糊技术的数学模型的改进,O159
  11. 移动机器视觉定位导航和自主避障系统的研究,TP242
  12. 基于DSP的电动助力控制系统,U463.4
  13. 自动化立体仓库中的堆垛机工控系统设计及其优化研究,TP273
  14. 微型结肠疾病诊疗机器人系统及实验研究,TP242
  15. 平流层演示验证飞艇的可重构控制器设计,V274
  16. 用于视觉导航的道路检测与跟踪技术的研究,TP274
  17. 基于鲁棒动态逆的小灵巧炸弹控制器设计,TJ414
  18. 智能家居无线监控与节能管理系统研究,TP273.5
  19. 基于模糊神经网络的优化吹灰系统研究,TM621.2
  20. 燃醇基燃料锅炉燃烧系统优化建模与智能控制研究,TK223.2
  21. 基于μC/OS-Ⅱ的移动机器人平台的设计与实现,TP242.6

中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 飞行控制系统与导航 > 飞行控制
© 2012 www.xueweilunwen.com