四旋翼直升机的滑模控制,本论文为免费优秀的关于滑模论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
滑模论文参考文献：
摘 要： 四旋翼直升机因其优良特性,在军事和民用领域均有广阔的应用前景.为确保其安全稳定飞行,针对周口师范学院自主研制的四旋翼直升机,结合其结构及动力学原理,考虑非匹配不确定性因素的影响,对三自由度四旋翼直升机进行建模.采用线性矩阵不等式技术进行变结构滑模控制系统设计,仿真结果表明,该系统抗参变能力较强,直升机的飞行姿态基本满足控制要求.
关键词： 滑模控制； 四旋翼直升机； 建模； 线性矩阵不等式
中图分类号： TN876?34； TP273 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）13?0106?04
Abstract： The quadrotor has broad application prospect in military and civil fields due to its excellent properties. In order to ensure its safe and stable flight, aiming at the quadrotor developed by Zhoukou Normal University independently, a quadrotor with three?degree of freedom is modeled in combination with its structure, dynamics principle, and effect of unmatched uncertainty factors. The linear matrix inequality technology is used to design the variable structure sliding?mode control system. The simulation result shows that the system has strong capability to resist the parameter variation, and the flight attitude of the quadrotor can satiy the control requirements basically.
Keywords： sliding?mode control； quadrotor； modelling； linear matrix inequality
0 引 言
四旋翼直升机由于具有体积小,噪音小,可实现垂直起降与着陆、侧飞、悬停、倒飞等飞行姿态[1],机动灵活,便于操纵等优点,在军事领域（如情报获取、地面战场监察等）和民用领域（如航拍、重大灾害后的搜救、农场信息采集[2]等）均有广阔的应用前景,如何保证其安全飞行便显得尤为重要.
滑模变结构控制可针对结构不固定的系统,根据当前的系统状态值调节系统结构,使系统状态保持在滑动模面上,并最终到达平衡点[3?4].本文采用滑模变结构控制研究四旋翼直升机飞行姿态控制问题,以保证其安全稳定飞行.
1 四旋翼直升机的结构原理及硬件配置
1.1 结构原理
四旋翼直升机是旋翼式直升机的一种,它是由4输入作用力产生6个自由度的一种欠驱动系统[5].与固定翼飞行器相比,旋翼式直升机可实现垂直起降与着陆、侧飞、悬停、倒飞等飞行姿态[6],环境适应能力强；与常规旋翼式直升机比较,四旋翼直升机螺旋桨的倾角固定,因其螺旋桨由弹性材料制作而成,可利用空气阻力调整螺旋桨以改变其倾角.
周口师范学院自主研制的四旋翼直升机由主体构架、基座和螺旋桨构成,其结构如图1所示.4个螺旋桨以十字交叉形式安装于枢轴支架顶端[7],其中Rotor1为前螺旋桨,Rotor3为后螺旋桨,Rotor2为右螺旋桨,Rotor4为左螺旋桨.Rotor1和Rotor3为前后一组,顺时针转动；Rotor2和Rotor4为左右一组,逆时针转动.当两组螺旋桨速度相等时,速度的合成效应形成升力,若其合成升力等于直升机重力,则直升机处于悬停状态；若升力总和大于直升机重力,则直升机上升；若升力总和小于直升机重力,则直升机下降.当两组螺旋桨的速度不等时,速度的差异效应形成旋转力矩,产生偏航角,则机体顺时针或逆时针旋转[8].当其中一个螺旋桨的速度与其他三个不同,则会导致耦合运动,例如,减小Rotor2速度,保持其他三个速度不变,则左右升力不平衡,直升机将向右滚动；同时,左右一组和前后一组的力矩不平衡,直升机将向右偏航；滚动又会使直升机向右平移.
1.2 硬件配置
动力设备采用通用动力模块UPM2405和直流無刷电动机；传感器选用Freescale 公司的加速度计MMA7260,两轴磁阻传感器集中到单个芯片上的 HMC1052,Murata公司的角速度传感器 ENC?03M；数据采集选用Quanser公司的Q4?PCI控制卡,直接插入PCI卡槽即可实现数字量与模拟量之间的转换,处理编码信号和电压信号.
2 具有非匹配不确定性的三自由度四旋翼直升
机的建模
2.1 动力学模型
本文主要研究三自由度四旋翼直升机的飞行姿态控制问题.忽略轴承间的相互摩擦、气流对螺旋桨的扰动、陀螺效应等因素,四旋翼所受作用力如图2所示.记驱动前螺旋桨电机的电压为驱动后螺旋桨电机的电压为驱动左螺旋桨电机的电压为驱动右螺旋桨电机的电压为
定义机体绕轴（俯仰轴）旋转的角度为俯仰角[9],记作俯仰角的大小主要由前螺旋桨的升力和后螺旋桨的升力来控制.记俯仰轴的转动惯量为螺旋桨中心与俯仰轴的距离为升力系数为则有：
定义机体绕轴（滚转轴）旋转的角度为滚转角,记作滚转角的大小主要由左螺旋桨的升力和右螺旋桨的升力来控制.记滚转轴的转动惯量为则有：
结论：适合不知如何写滑模方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于滑模论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
电导增量—滑模控制最大功率点跟踪
摘 要：针对传统方法在光伏发电系统最大功率跟踪中难以同时满足稳定性和响应速度的问题，提出一种基于电导增量-滑模控制最大功率点跟踪的方法，并设计相。
水泥混凝土路面滑模施工探究
摘 要：水泥混凝土路面作为道路路面的一种主要形式，建设量在不断加大。施工方法也在不断的革新，滑模摊铺机铺筑水泥混凝土路面就是很好的代表。针对滑模。
高墩滑模施工质量控制
摘 要：文章结合“昌宁”D5合同高墩滑模施工，介绍桥梁高墩滑模施工质量控制要点，包括垂直度控制，箍筋安装，钢筋保护层控制等内容，还介绍一些保证工。
旋翼无人机在10kV配电线路中运用
摘 要：10 kV架空线路对于电力正常供应有着十分重要的影响意义，但是在实际中，由于线路所处的环境较为复杂，使用过程中经常出现各种各样的故障和问。