摘要 随着四旋翼无人机在军事和民用领域内越来越多的成功应用，先进无人机的研究和开发已经得到了国内外学者和专家的广泛重视，成为一个热点的前沿方向。与大多数飞行器相似，起飞与着陆的控制技术是关键问题之一，特别是四旋翼无人机的相关自动起飞与着陆技术的开发与设计，更是一类难点问题。在起降过程中，要求飞行过程系统控制精度高，鲁棒性强，安全性能高，这些要求都对四旋翼无人机的飞行控制器的设计提出了挑战。本毕业设计以四旋翼无人机为研究对象，以MATLAB为开发工具，首先对无人机起飞过程中的动态特性进行分析，得出控制性能需求，其次根据起飞段的不同阶段选择相应的控制律，最后对无人机模型进行仿真，验证控制器设计的合理性。87425

毕业论文关键词  四旋翼无人机  自动起飞和着陆  鲁棒性   飞行控制器

毕业设计说明书外文摘要

Title    Optimal Control of UAV Automatic Takeoff System 

Abstract With more and more successful application of quad-rotor UAV in military and civilian fields 。Advanced UAV research and development has acctracted the domestic and foreign scholars and experts extensive attention and become a hot spot of the frontier direction。 Like most similar aircraft, takeoff and landing control technology is one of the key issues, particularly related to the development and design of automatic four-rotor UAV take-off and landing techniques, it is a class of difficult problems。 In the process of takeoff and landing, the flight control system requires high precision, robustness, security and high performance, these requirements are designed for quad-rotor UAV Flight Controller poses a challenge。 The graduation project to quad-rotor UAV research object,developped by MATLAB tools, first describes the analysis for the UAV takeoff dynamic characteristics, and the control performance requirements, followed by selecting appropriate control based on the different stages of take-off stage law。 Lastly, the UAV model simulation is performed to verify rationality of the designed controller。 

Keywords  Quadrotor UAV  Automatic Takeoff   Robust   Flight Controller

目  次

1  绪论 1

1。1  引言 1

1。2  课题研究背景及意义 1

1。3  国内外四旋翼无人机的研究状况 2

1。3。1国外四旋翼无人机的研究现状 2

1。3。2 国内四旋翼无人机的研究现状 4

1。4  本文主要研究内容 5

2  四旋翼混合模型 6

2。1  四旋翼平面模型 6

2。2  四旋翼的操作模式及运动方程 7

2。2。1  五种操作模式 7

2。2。2  运行模式的运动方程 8

2。3  整体动力学的混合模型 10

3  控制问题 12

3。1  具有鲁棒特性的控制策略和体系结构 12

3。2  具有鲁棒特性的参考轨迹的设计