微型四旋翼无人机建模与控制的任务书.docx

微型四旋翼无人机建模与控制的任务书
一、任务背景
随着无人机技术的迅速发展和应用，微型四旋翼无人机已经成为了新一代的重要技术装备，广泛应用于军事、民用、科研等领域。实现微型四旋翼无人机化，实现其稳定、高效、安全的飞行，是当前的重点研究难题之一。为此，本次任务旨在研究微型四旋翼无人机的建模和控制，实现其稳定的飞行控制。
二、任务目的
（1）研究微型四旋翼无人机的基本结构和控制原理；
（2）掌握微型四旋翼无人机的建模方法和控制技术；
（3）设计模拟环境，实现微型四旋翼无人机的控制算法模拟仿真；
（4）验证控制算法的有效性和稳定性，实现微型四旋翼无人机的稳定飞行控制。
三、任务内容
（1）微型四旋翼无人机的结构和控制原理分析；
（2）微型四旋翼无人机的数学模型建立及数学分析；
（3）研究微型四旋翼无人机的控制方法及实现；
（4）设计模拟环境，实现微型四旋翼无人机的控制算法模拟仿真；
（5）从仿真结果中分析控制算法的有效性和稳定性；
（6）总结分析并提出改进意见。
四、任务资料
（1）微型四旋翼无人机结构、参数等相关数据资料；
（2）微型四旋翼无人机的建模、控制相关资料和文献；
（3）计算机模拟软件和仿真工具，如Matlab、Simulink、SolidWorks等。
五、参考要点
（1）微型四旋翼无人机的基本结构和控制原理（包括传感器、电机、姿态控制器等）；
（2）微型四旋翼无人机的数学模型建立及分析（包括运动方程、旋转矩阵、控制方程等）；
（3）微型四旋翼无人机的控制方法及实现（包括PID控制、自适应控制等）；
（4）模拟仿真及分析（包括建立仿真模型、控制算法仿真的验证、仿真结果的分析等）；
（5）总结分析并提出改进意见（包括对控制算法和模拟仿真的优化及改进）。
六、实验过程流程
(1)搜集基本资料和文献，设计实验方案；
(2)建立微型四旋翼无人机的数学模型，并进行数学分析；
(3)设计控制算法，实现仿真模型，进行仿真实验；
(4)从仿真结果中分析控制算法的有效性和稳定性；
(5)总结分析并提出改进意见。
七、实验报告要求
(1)实验目的和任务分析；
(2)实验方法和流程介绍；
(3)数据处理和分析；
(4)实验结果和结论；
(5)对实验结果和结论的分析和归纳；
(6)实验过程的总结和改进意见。
八、参考文献
[1]胡海林.微型四旋翼无人机凝胶飞行控制研究[D].上海大学,2016.
[2]王雷.基于自适应控制的微型四旋翼无人机姿态控制研究[D].哈尔滨工业大学,2018.
[3]JieZhao,YijiaCao,ZhihaoLiu,等.AdaptiveNonlinearAttitudeControlofSmallQuadrotorAerialVehicles[J].IEEETransactionsonAerospaceandElectronicSystems,2017,53(2):750-764.
[4]CaoZ,LiH,FengR,等.AttitudeControlofSmallQuadrotorUnmannedAerialVehicles[J].IEEE/CAAJournalofAutomaticaSinica,2017,4(1):216-224.
[5]徐彬楠，于延辉，李伟.基于PID的四旋翼无人机姿态控制[J].兵器工业自动化,2013(02):1-5.