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1、毕 业 设 计 (论 文 )多 旋 翼 无 人 机 变 结 构 控 制 电 路 设 计 与 实 现中 文 摘 要小 型 可 变 结 构 的 无 人 驾 驶 的 旋 翼 机 ， 简 称 为 变 结 构 无 人 机 ,是 一 种 处于 现 代 化 发 展 中 涉 及 军 、 农 、 工 等 领 域 的 新 型 概 念 装 备 ， 满 足 灵 活 、 快 速 、安 全 、 可 远 距 离 操 控 ， 并 且 可 以 到 一 些 人 类 无 法 到 达 的 地 域 等 优 点 。 无 人机 可 以 通 过 装 载 一 些 传 感 器 或 新 型 硬 件 来 实 现 视 屏 影 像 传 输 、 空 中
2、物 品 运输 、 危 险 地 区 勘 探 等 功 能 ， 是 对 低 空 和 不 足 之 处 的 补 充 。目 前 ， 无 人 机 已 经 被 应 用 于 军 方 、 科 研 、 民 用 三 大 领 域 ， 具 体 在 诸 如通 信 、 海 洋 勘 探 、 摄 影 等 领 域 应 用 甚 广 。 目 前 无 人 机 动 力 源 一 定 的 情 况 下 在空 中 仅 能 提 供 给 无 人 机 本 身 重 量 的 短 距 离 续 航 能 力 ， 而 无 法 实 现 长 距 离 的 飞行 ， 同 时 动 力 源 一 定 的 情 况 下 载 重 量 过 小 。 无 人 机 在 变 结 构 中 的 控
3、 制 还 不 完善 ， 有 必 要 对 其 进 行 进 一 步 的 控 制 完 善 和 改 善 。 本 文 就 针 对 变 结 构 的 设 计和 结 构 特 点 进 行 了 深 入 的 描 述 和 改 进 。关 键 词 ： 变 结 构 机 械 结 构 ； 控 制 电 路 ； 飞 控 程 序 ； 变 结 构 ； 过 程 控 制 ；IDesign and implementation of variable structure control circuit for multi rotor unmanned aerial vehicleABSTRACTUnmanned aircraft, unma
4、nned aerial vehicles (referred to UAV), is a kind of developing to the military field, the field of agriculture, the new concept in the field of industrial equipment, which has flexible, rapid response, unmanned flight, remote control, and can reach the advantages of people can not reach the area. U
5、AV to achieve real-time image transmission through with several kinds of sensors or other devices, high-risk area detection, item spawn functions, is a complement to traditional aerial remote sensing satellite remote sensing and rapid response capability.At present, the application of UAV has been d
6、eveloped to the military, scientific research, civilian three areas are the specific applications such as electric power, communications, meteorology, agriculture, marine, exploration, photography, disaster prevention and mitigation, estimating the yield of crops in the fields of drug smuggling, bor
7、der patrol, anti-terrorism and other security applications is very wide. There is no short distance endurance UAV power source in the case of certain air can only give the UAV itself weight, and unable to realize long distance flight, and the power source download weight is too small. The UAV Contro
8、l in variable structure is not perfect, it is necessary to further improve and perfect control.Keywords: variable structure mechanical structure; control circuit; flight control program; variable structure; process control; II目 录第 一 章 绪 论 .11.1 无 人 机 的 发 展 历 程 .11.1.1 国 外 无 人 机 的 发 展 现 状 .11.1.2 国 内
9、 无 人 机 的 发 展 现 状 .11.2 变 结 构 无 人 机 的 前 景 与 未 来 .21.2.1 变 结 构 无 人 机 的 优 势 .21.2.2 变 结 构 无 人 机 的 前 景 状 况 .41.2.3 变 结 构 无 人 机 的 未 来 .41.3 总 结 .5第 二 章 四 旋 翼 无 人 机 的 基 本 数 学 模 型 分 析 及 姿 态 控 制 算 法 .62.1 四 旋 翼 无 人 机 的 结 构 和 飞 行 理 论 .62.1.1 无 人 机 的 系 统 组 成 .62.1.2 四 旋 翼 无 人 机 的 飞 行 理 论 .72.2 传 统 四 旋 翼 无 人 机
10、 的 基 本 数 学 模 型 .102.2.1 动 力 学 方 程 .102.2.2 控 制 系 统 状 态 .162.3 四 旋 翼 无 人 机 的 姿 态 控 制 算 法 .182.3.1 控 制 算 法 流 程 .192.4 总 结 .21第 三 章 变 结 构 控 制 和 四 旋 翼 理 论 结 合 的 理 论 基 础 .223.1 多 旋 翼 无 人 机 中 四 旋 翼 变 结 构 理 论 基 础 .223.1.1 变 结 构 理 论 实 现 分 析 .223.2 总 结 .25第 四 章 控 制 实 现 变 结 构 功 能 的 机 械 和 程 序 设 计 .264.1 实 现 变 结 构 功 能 的 机 械 设 计 .264.1.1 变 结 构 机 械 结 构 设 计 .264.2 变 结 构 无 人 机 的 基 本 控 制 主 程 序 .264.2.1 控 制 基 本 流 程 及 仿 真 模 拟 .264.3 变 结 构 控 制 程 序 .314.3.1 控 制 主 程 序 及 关 键 程 序 编 写 .
