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模糊控制在无人侦察机稳定平台中的应用研究

作　者: 王成龙
导　师: 葛锁良
学　校: 合肥工业大学
专　业: 控制工程
关键词: 无人机陀螺稳定平台稳定平台动力学方程模糊控制仿真
分类号: V279.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 92次
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内容摘要

在无人机(UAV)侦察系统中,通常将视觉成像传感器装在一个稳定平台上,目的是要抵消飞机角运动造成的影响,从而保证无人机机载传感器获得清晰稳定的图像。本文首先介绍了无人机上稳定平台的结构和原理,接着基于动量矩定理和哥氏转动定理,分别建立了两轴稳定平台的动力学方程和三轴稳定平台的动力学方程。此外,将飞机运动与平台控制相结合,推导出在飞机运动下平台的表现运动方程,并视作飞机运动中对平台的控制干扰。在不考虑交叉耦合的情况下,三轴稳定平台和两轴稳定平台各通道稳定回路的结构基本类似,本文仅以两轴稳定平台的俯仰通道为例,建立了俯仰通道平台稳定回路的数学模型,引用两轴平台俯仰通道的动力学方程,加入飞机运动中对平台的控制干扰信号,设计了稳定回路的模糊控制器,引出平台稳定回路模糊控制算法。最后,利用MATLAB对以上算法进行仿真验证,证明了算法的有效性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-12
第一章绪论  12-19
  1.1 无人机概述  12-15
    1.1.1 无人机简介  12-13
    1.1.2 常用的稳定控制方法  13-15
  1.2 稳定平台的概述  15-17
    1.2.1 稳定平台的定义和功能  15
    1.2.2 稳定平台的工作原理  15-16
    1.2.3 稳定平台的控制结构及特点  16-17
  1.3 课题来源及主要工作  17-19
    1.3.1 课题来源  17
    1.3.2 本文的主要工作  17-19
第二章两轴稳定平台动力学方程  19-32
  2.1 常用关系式  19-22
  2.2 坐标系定义及符号说明  22-24
    2.2.1 坐标系定义  22-23
    2.2.2 符号说明  23-24
  2.3 两轴稳定平台动力学方程的建立  24-28
    2.3.1 俯仰通道动力学方程  24-26
    2.3.2 方位通道动力学方程  26-28
  2.4 两轴稳定平台结构分析  28-30
  2.5 飞机运动下平台的表现运动方程  30-32
第三章三轴稳定平台动力学方程  32-38
  3.1 坐标系定义及符号说明  32-35
    3.1.1 坐标系定义  32-33
    3.1.2 符号说明  33-35
  3.2 三轴稳定平台动力学方程的建立  35-38
    3.2.1 方位通道动力学方程  35-36
    3.2.2 俯仰通道动力学方程  36-37
    3.2.3 横滚通道动力学方程  37-38
第四章平台稳定回路数学模型的建立  38-41
  4.1 平台稳定回路的作用  38
  4.2 平台稳定回路的组成  38-40
  4.3 平台稳定回路数学模型  40-41
第五章平台稳定回路模糊控制器的设计及仿真分析  41-55
  5.1 模糊控制概述  41
  5.2 模糊控制的基本理论  41-43
  5.3 模糊控制的基本原理  43-44
  5.4 平台稳定回路模糊控制器的设计  44-48
    5.4.1 输入输出变量的模糊化  45-46
    5.4.2 模糊控制规则的设计  46-47
    5.4.3 模糊推理  47
    5.4.4 模糊决策  47-48
  5.5 平台稳定回路控制仿真分析  48-50
    5.5.1 飞机角运动对平台的干扰性  48
    5.5.2 平台稳定回路的PID控制  48-49
    5.5.3 平台稳定回路的模糊控制  49-50
  5.6 对模糊控制器改进的几点认识  50-55
    5.6.1 影响模糊控制器性能的因素  50-52
    5.6.2 模糊控制系统改进的方法  52-55
第六章总结与展望  55-57
  6.1 总结  55
  6.2 展望  55-57
参考文献  57-59

模糊控制在无人侦察机稳定平台中的应用研究

内容摘要

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