导读:本文包含了自主飞行控制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:无人机,飞行动力学,LQR最优控制
自主飞行控制论文文献综述
楼赣菲,樊楼英,沈伟华[1]（2019）在《基于LQR的四旋翼无人机自主飞行控制算法》一文中研究指出研究基于线性二次调节器(LQR)最优控制算法的四旋翼无人机自主飞行控制技术,并通过仿真展示控制算法的有效性。(本文来源于《丽水学院学报》期刊2019年05期）
龙诗科,孙山林,钟佩仪[2]（2019）在《基于无人机自主编队飞行的通信和控制架构综述》一文中研究指出近年无人机在民用和军用领域发挥的作用越来越大,单个无人机的智能化技术也日益成熟。但面对复杂的任务时,多架无人机集群编队协同作业的效率会大大增高,自主编队飞行技术正受到广泛研究。本文首先对国内外无人机集群飞行的通信和控制问题进行分析总结,再结合目前的技术需求和发展趋势,提出了可用于未来大规模无人机自主编队飞行的通信和控制架构方案,更具有通用性和灵活性。(本文来源于《2019年全国公共安全通信学术研讨会优秀论文集》期刊2019-08-15）
胡烽[3]（2019）在《无人直升机自主飞行控制系统设计与工程实现》一文中研究指出无人直升机具有良好的机动性、抗风性,能够完成低空飞行、原地转圈等特殊飞行动作,因而广泛应用于军事打击和民用救灾、勘测等场景。目前多旋翼无人机自主飞行控制系统的研究较多,而无人直升机自主飞行控制系统的研究及工程实现相对较少。本文从直升机飞行控制理论出发,对无人直升机自主飞行控制系统、地面站软件系统、数据链路系统进行分析设计及工程实现研究,并探索建立多无人直升机编队飞行控制架构。本文研究工作主要包括如下内容:1、本文以亚拓600小型电动直升机为研究对象,分析其数学模型,设计了基于串级PID的姿态、定高及定点自主飞行控制算法,并进行算法仿真及参数整定。仿真结果表明,所设计的自主飞行控制算法响应速度快、控制精度高,为后续飞行控制器软硬件设计、调试奠定理论基础。同时讨论了基于互补滤波的传感器数据融合算法,为姿态估计软件设计提供理论依据。2、根据无人直升机自主飞行控制系统设计要求,完成飞行控制器内置硬件设计及外置硬件选型,实现自主飞行控制算法、直升机输出控制分配律。同时对无线数据链路进行硬件选型,实现数据链路通信协议。最后软硬件测试结果表明,该飞行控制器各项功能指标正常,能够进行后续自主飞行控制研究。3、根据无人直升机自主飞行控制系统设计要求,进行地面站软件总体设计,分别实现了飞行数据显示、地图航点规划及无线数据通信等功能。软件测试表明,该地面站能够实时接收并显示飞行数据,能在地图上精确定位无人直升机并进行航点规划,能发送指令至飞行控制器,满足自主飞行控制系统要求。4、针对无人直升机自主飞行控制系统试飞实验要求,首先设计了一系列无人直升机试飞实验安全条例及调试章程,确保试飞实验的安全性,其次在解决无人直升机机体振动的前提下,采用仿真基础PID参数进行姿态、定点、定高试飞参数整定,最后方形航线测试表明,该系统性能良好,能够实现定点、定高及航线飞行任务,满足自主飞行控制系统要求。5、针对多无人直升机编队飞行控制架构,在地面站软件中设计了编队飞行控制子界面及后台控制程序,并采用两架无人直升机进行了编队重构及编队飞行试飞实验。实验结果表明,该架构能够完成基础的编队飞行任务,为今后编队研究奠定工程基础。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2019-05-01）
包学超[4]（2019）在《无人机自主编队飞行控制系统的研究与设计》一文中研究指出无人机具有低成本、机动性好、操作灵活方便等特点,可以代替人执行危险、环境恶劣以及繁琐的任务,在当代战争中占据着极其重要的位置,在民用领域内更是大有可为。但是,单无人机在执行任务时往往受到诸多限制,多无人机协同编队飞行的概念应运而生,后者具有单无人机不具备的优点,现在已经成为智能控制领域的一个研究热点。本文以基于Leader-Follower结构的小型无人机编队系统为主要研究对象,通过将计算机协同工作技术和传统控制理论相结合的方式,研究多无人机编队保持、避障控制算法及计算机仿真技术。首先,本文针对全局飞行环境建模问题,基于应用特性和环境改进了Voronoi图的构建方式。改进后的算法保留了原方法的对障碍物的新增、删除、改动可快速动态进行的优点;改用最小覆盖圆代替质点对障碍物的建模,基本还原障碍物的形态信息,克服原算法生成的路径可能穿过障碍物内部的缺点;提出对路径的宽度进行检查,保证编队飞行安全性;算法时间复杂度与原方法相同,不会因为构建方式的改进而损失时间性能。本文还使用A*启发式搜索算法来规划无人机编队的全局最优飞行路径,通过设计仿真实验,分析改进后的Voronoi图在构建飞行环境问题上的有效性。其次,本文提出了依据编队中Leader无人机的飞行路径,计算Follower无人机飞行路径的计算方法。算法计算过程简单,相对完整的描绘出编队中各台无人机的理想飞行轨迹。针对地面坐标系下的高度分量问题,以及大角度转弯时编队外侧飞行的无人机飞行距离过长等问题展开讨论,提出了编队路径优化算法。编队路径优化算法考虑到无人机的转弯半径问题,经算法简单优化后的路径与原路径相比,有效缩减了外侧无人机的飞行距离,转角越大,距离缩减越多。通过设计仿真实验,分析验证Follower无人机飞行路径计算方法,以及编队路径优化算法在路径规划问题上的有效性。再次,本文改进了人工势场法的势函数的设计,新的势函数根据Follower无人机和Leader无人机的相对距离来调节Follower无人机的飞行速度,通过实时动态地测量相对距离实现编队系统的队形保持。本文还使用Matlab仿真工具Simulink设计实现有障碍物的队形保持的仿真模拟实验,对实验结果的分析表明,该算法可以合理完成编队队形保持任务。最后,本文提出了一种基于Leader-Follower结构的无人机编队的改进模型,可以在Leader无人机通信断开或损坏时,立即选出新的Leader无人机接替其执行任务,可以通过编队重构方法恢复到合适的编队队形。在文章的结尾,总结了研究的内容和成果,并展望未来可以进行的工作。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-04-01）
宋春林[5]（2019）在《四旋翼无人机在未知环境中自主导航和飞行控制方法研究》一文中研究指出四旋翼等小型无人飞行器的自主飞行能力是其执行复杂任务的先决条件,也是相关领域研究的主要发展方向。无人机在未知环境中的自主飞行依赖于高精度的飞行控制方法、稳定的飞行状态估计、稳定可靠的地图建立方法、准确的运动决策和运动规划等多种技术。这些问题彼此关联,共同组成完整的自主飞行系统。本文从四旋翼无人机自主探索未知环境的任务出发,调研分析相关领域研究现状,并重点对四旋翼无人机相关的数学模型建立、视觉/惯性组合导航方法、自抗扰姿态控制方法、同时定位与地图创建算法以及运动决策和运动规划方法进行研究。四旋翼无人机可以看作是一个由四组电机和螺旋桨组成的执行机构驱动的一个刚体。本文首先建立包含执行机构模型和刚体动力学方程在内的数学模型。并根据螺旋桨的气动模型分析了风对螺旋桨拉力和扭矩的影响。利用实测螺旋桨结构尺寸以及拉力和扭矩曲线计算了气动模型中的相关参数。本文以紧耦合形式融合相机和惯性元件测量值,建立了视觉/惯性组合导航系统。系统将相机输出的原始光度值用作测量值,通过计算当前图像与关键帧图像的光度偏差作为残差补偿惯性导航估计误差的漂移,基于扩展信息滤波方法建立了视觉/惯性导航系统。在此基础上针对系统模型的非线性问题,利用容积规则对导航系统进行改进,以减少线性化误差。为了保证方法的数值稳定性和滤波精度,通过分析导航系统的状态量维度,在时间更新方程中应用叁阶球面-相径容积规则,而在状态更新方程中应用五阶球面单纯形-相径容积规则。考虑到相机原始测量值噪声的非高斯分布特性,利用H_∞滤波理论改进上述混合阶容积信息滤波方法,获得对非高斯分布测量噪声的鲁棒性。最终得到具有线性时间复杂度的鲁棒非线性视觉/惯性导航方法。针对小型四旋翼无人机易受动态风、偏心载荷和执行机构故障等扰动影响的问题,研究了自抗扰姿态控制方法。利用反馈线性化技术对系统模型做非线性变换,避免了自抗扰控制器中扩张状态观测器和非线性反馈控制律的参数耦合问题。在此基础上以修正罗德里格参数为姿态描述设计了自抗扰姿态控制方法。然后应用高阶滑模理论建立改进的切换型扩张状态观测器和多变量非线性反馈控制律。该姿态控制方法具有固定时间收敛、易于整定和实时性强等优点。通过对仿真和实验结果的对比分析,证明本文固定时间收敛自抗扰姿态控制方法对未知外部扰动具有较强的鲁棒性。针对未知环境中无人机的绝对位姿估计问题,考虑到其与地图创建问题的耦合特性,研究基于粒子滤波器的同时定位与地图创建算法。根据未知环境探索任务对环境描述的要求,使用基于八叉树结构的地图描述方法,研究叁维环境下的同时定位与地图创建算法。无人机在未知环境下的自主探索问题需要解决选择最优运动目标的运动决策问题和驱动无人机朝向目标运动的运动规划问题。为了建立对上述两个问题的一体化求解方法,本文利用虚拟布朗运动微粒提取已探索环境边界,以并行A*算法在八叉树地图中计算全局最优路径及其目标点。为了满足未知环境中地图建立和定位的需要,引入基于信息的探索策略,针对信息增益难以在线计算的缺点,通过闭环控制回路和测量射线裁剪获得近似的信息增益。基于近似信息增益定义新的估价函数改进原A*算法,使无人机朝向边界运动的同时优化运动过程中信息增益。方法可实现无人机在未知环境中的自主导航能力。在此基础上进一步基于反步法和四旋翼的微分平滑特性研究了路径跟踪方法。综上所述,本文以提升无人机在未知环境中的自主飞行能力为目标,首先构建了相应的算法框架,并对该框架进行了细分,重点研究了视觉/惯性导航方法、自抗扰姿态控制方法以及未知环境探索的运动决策和运动规划方法。相关研究成果有利于提升无人机的自主性,对无人机自主导航和控制方法的研究具有一定的借鉴意义。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-03-01）
朱霖霖,邓林红[6]（2018）在《扑翼鸟自主推进飞行的数值模拟与控制分析》一文中研究指出目的理解扑翼飞行的空气动力学性质,掌握扑翼运动以及鸟体其他主动变形对飞行状态的控制机理,促进微型扑翼飞行器(MAV)的研制与优化设计。方法 借助于自己开发的一个叁维计算流体力学软件包,对叁维扑翼鸟在黏性不可压流体中自主推进模式飞行进行数值模拟,并在此基础上分析自主推进飞行模式鸟的扑翼运动与尾巴变形、鸟体表面及周围流场中涡结构的产生和演化规律、以及鸟体飞行状态叁者之间的内在联系。这里使用的计算流体力学软件包包含了浸入边界法(IBM)、体积函数法(VOF)、自适应多重网格有限体积法和游动与飞行的控(本文来源于《第十二届全国生物力学学术会议暨第十四届全国生物流变学学术会议会议论文摘要汇编》期刊2018-08-17）
徐健[7]（2018）在《自主无人机飞行控制系统设计和实现》一文中研究指出多旋翼无人机具有安全、速度快、成本低的特点,因此它在民用领域和军用领域上都有广泛的用途。但是现有无人机飞行控制系统表现出环境感知能力差,需要手动控制的缺点。本文针对现有的无人机飞行控制系统的不足进行设计,提出一种无人机自主控制系统。此自主控制系统包括飞行区域的控制方法和高级指令系统两部分。飞行区域的控制方法用于保证无人机远离禁飞区飞行。高级指令系统用于发送飞行区域控制指令来使无人机自主地在飞行控制区域外飞行。'为了实现和验证本文所提出的自主控制系统,本文搭建了四旋翼无人机的开发平台。本文所做的主要贡献如下:本文首先搭建了四旋翼无人机的开发平台,此开发平台包括硬件系统和软件开发平台两部分。其中硬件系统包括Pixhawk飞行控制器、Rapberry Pi 3微型pc、数字链路传输系统和图像采集传输系统。软件开发平台主要使用ArduPilot,在此平台上可以进行固件的编译、SITL测试、log分析和地面站的开发。因此在所搭建的开发平台上能够完成对无人机功能的自主开发和测试。然后为了解决无人机环境感知能力弱的问题,本文提出了的一种飞行区域的控制方法。此方法的运行流程是,首先将确定的飞行控制区写入到无人机的EEPROM中,然后在无人机的飞行过程中不断检测这些飞行控制区,使无人机在接近禁飞区时降低飞行速度并最终停止在禁飞区外。另外使用了 AprilTag二维码检测方法来确定飞行控制区的位置信息。最后对此方法进行了测试和分析,结果显示此方法能够保证无人机在规定的区域内飞行。最后为了解决无人机需要手动控制来完成复杂操作的问题,本文提出一种高级指令系统。高级指令系统可以将所创建的高级指令分解为多个基本指令并运行,可以减少指令的发送时间,降低数据的错误率。本文首先对基本指令进行了测试,然后创建了两条不同的高级指令,并将其分解为基础指令来测试所提出系统的可行性。(本文来源于《广西大学》期刊2018-06-01）
张华林[8]（2018）在《室内环境下四轴飞行器的自主飞行控制研究》一文中研究指出依托于传感器技术、微电子技术、滤波理论的发展以及自动控制技术在飞行器上的广泛应用,四轴飞行器的研究得到了迅速的推进,目前在室外环境已经有了许多成熟的应用。针对四轴飞行器室内环境下的自主飞行控制问题,研究学者们相继展开研究,并取得了一些成果。本文围绕室内环境下四轴飞行器的自主飞行控制需求,将整体分为飞行控制系统和室内自主导航系统两部分,设计了基于二维激光雷达的四轴飞行器整体系统方案,完成了系统的软硬件设计,最终实现了四轴飞行器在室内环境下的姿态控制、位置控制、自主导航探索等功能。飞行控制系统是四轴飞行器能够稳定飞行的基础,本文的飞行控制系统主要包括姿态控制器和位置控制器两部分,均使用串级PID方法设计。其中姿态控制器的第一级为叁轴姿态角度控制器,第二级为叁轴姿态角速度控制器;位置控制器的第一级为叁维位置控制器,第二级为叁维速度控制器。室内自主导航系统是四轴飞行器在室内环境下能够自主飞行的核心,本文设计了一种基于二维激光雷达的未知环境自主探索方案。本方案使用Hector Mapping(赫克托建图)算法,完成了室内飞行环境的二维栅格地图构建;基于此环境地图、雷达二维点云数据以及上一帧位姿,构造最小二乘问题,估计当前位姿;通过设计自主确定目标点的策略,使自主导航系统可以引导四轴飞行器自主探索室内未知环境;同时,针对四轴飞行器实际飞行情况,使用优化的A*路径规划算法,规划出一条安全可靠的飞行路径。最后,本文对上述四轴飞行器整体系统方案设计了一系列的实验,包括飞行控制系统性能实验和室内自主导航系统实验,验证了本文室内环境下自主飞行控制系统的稳定性和有效性,同时,进行了本文工作总结及未来研究展望。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-04-10）
廖珧琦,文雅,田桂英,孙晶,黄勇刚[9]（2018）在《基于VxWorks的无人机自主避障飞行控制软件设计》一文中研究指出无人机飞行控制软件性能对于无人机飞行安全具有直接影响,基于实时操作系统的飞行控制软件具有开发周期短、应用品质高等特点。本文首先对无人机飞行控制软件主要特点作出简要概述,然后对一种基于Vx Works的无人机自主避障飞行控制软件设计方法进行分析,希望对业内可以起到一定参考作用。(本文来源于《科学技术创新》期刊2018年08期）
曹军义,刘杰,吕扬[10]（2017）在《航空探测无人机自主飞行控制》一文中研究指出目前,采用固定翼无人机作为航空探测平台的方式无法进行精确的低空、低速测量。本文以旋翼无人机为载体,通过建立了平台系统的动力学模型,选用经典的闭环PID控制理论来设计无人机平台的飞行控制系统的控制器,并在MATLAB/SIMULINK软件中进行平台系统飞行仿真,仿真结果验证了飞行平姿态角中滚转角、俯仰角、偏航角和高度的控制设计PID回路控制方法的有效性。(本文来源于《2017中国地球科学联合学术年会论文集（叁十七）——专题69：利用人工震源探测地下介质结构及其变化、专题70：地球物理探测前沿技术》期刊2017-10-15）
自主飞行控制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年无人机在民用和军用领域发挥的作用越来越大,单个无人机的智能化技术也日益成熟。但面对复杂的任务时,多架无人机集群编队协同作业的效率会大大增高,自主编队飞行技术正受到广泛研究。本文首先对国内外无人机集群飞行的通信和控制问题进行分析总结,再结合目前的技术需求和发展趋势,提出了可用于未来大规模无人机自主编队飞行的通信和控制架构方案,更具有通用性和灵活性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
自主飞行控制论文参考文献
[1].楼赣菲,樊楼英,沈伟华.基于LQR的四旋翼无人机自主飞行控制算法[J].丽水学院学报.2019
[2].龙诗科,孙山林,钟佩仪.基于无人机自主编队飞行的通信和控制架构综述[C].2019年全国公共安全通信学术研讨会优秀论文集.2019
[3].胡烽.无人直升机自主飞行控制系统设计与工程实现[D].南昌航空大学.2019
[4].包学超.无人机自主编队飞行控制系统的研究与设计[D].吉林大学.2019
[5].宋春林.四旋翼无人机在未知环境中自主导航和飞行控制方法研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[6].朱霖霖,邓林红.扑翼鸟自主推进飞行的数值模拟与控制分析[C].第十二届全国生物力学学术会议暨第十四届全国生物流变学学术会议会议论文摘要汇编.2018
[7].徐健.自主无人机飞行控制系统设计和实现[D].广西大学.2018
[8].张华林.室内环境下四轴飞行器的自主飞行控制研究[D].电子科技大学.2018
[9].廖珧琦,文雅,田桂英,孙晶,黄勇刚.基于VxWorks的无人机自主避障飞行控制软件设计[J].科学技术创新.2018
[10].曹军义,刘杰,吕扬.航空探测无人机自主飞行控制[C].2017中国地球科学联合学术年会论文集（叁十七）——专题69：利用人工震源探测地下介质结构及其变化、专题70：地球物理探测前沿技术.2017