基于LPV模型的小型无人直升机控制与仿真研究的任务书.docx

基于LPV模型的小型无人直升机控制与仿真研究的任务书
任务书
项目标题：基于LPV模型的小型无人直升机控制与仿真研究
项目背景：
目前，小型无人机作为一种新型的飞行器，正被广泛应用于航拍、灾害监测、农业测绘、消防救援等领域。但是，小型无人直升机在实际应用中常常会遇到环境的变化、气流的干扰等因素，使得其飞行控制难度增加。因此，加强对小型无人直升机的控制研究具有重要的现实意义。
项目内容：
本项目主要研究小型无人直升机的飞行控制问题，以LPV（LinearParameter-Varying）模型为基础，设计并实现小型无人直升机的控制算法，并进行仿真验证。
具体任务：
1.综述现有小型无人直升机的控制方法和研究现状，分析其优缺点，并确定LPV模型作为本项目的基础。
2.建立小型无人直升机的LPV模型，并验证其可行性。该模型包括飞行动力学模型、姿态动力学模型等。
3.设计小型无人直升机的飞行控制算法，包括高度控制、姿态控制、速度控制等。
4.实现控制算法并进行仿真验证。利用MATLAB/Simulink等工具，搭建仿真平台，进行仿真实验。
5.分析仿真实验结果，评估控制算法的效果，并提出改进措施。
6.撰写项目报告，总结研究成果，分析控制算法的优缺点，提出未来研究方向和展望。
预期成果：
1.综述论文一篇，研究报告一份。
2.建立小型无人直升机的LPV模型，并验证其可行性。
3.精度可控的小型无人直升机飞行控制算法。
4.仿真平台及仿真数据。
5.项目报告一份，包括研究设计、仿真实验、结果分析及总结等内容。
计划进度：
1.第一阶段（1周）：调研摸底，撰写综述论文和项目计划书。
2.第二阶段（2周）：建立小型无人直升机的LPV模型，并进行模型验证。
3.第三阶段（3周）：设计小型无人直升机的控制算法。
4.第四阶段（4周）：实现控制算法并进行仿真实验。
5.第五阶段（1周）：分析仿真实验结果，并提出改进意见。
6.第六阶段（1周）：完成项目报告，并准备展示及答辩。
参考文献：
[1]E.Boje,S.Guessain,andP.Mühleck.Nonlinearcontrolalgorithmsforminiaturerotorcraft.InProceedingsoftheAmericanControlConference,pages2802–2807,2002.
[2]E.W.Johnson,R.S.McGhee,E.E.Carlson,andE.N.Johnson.Humanfactorautonomycuesforsupervisorycontrolofsmallunmannedaerialvehicles.JournalofGuidance,Control,andDynamics,32(5):1538–1548,2009.
[3]X.Li,J.Gao,andZ.Wang.Decentralizedflightformationcontrolofmultipleunmannedaerialvehiclesbasedonanadaptivedynamicprogrammingapproach.IEEETransactionsonSystems,Man,andCybernetics,PartB:Cybernetics,42(4):1236–1252,2012.
[4]Y.Liu,Y.Ye,andW.Yan.AGPU-basedreal-timefullmotioncompensationtrackingsystemforopticalpayloadsonUAVs.JournalofReal-TimeImageProcessing,8(1):29–43,2013.
[5]Y.MaruyamaandR.Miyata.ImprovementofaneuralnetworkforecastmodelbyclusteringoftrainingdataforUAVvehicleperformanceprediction.InInternationalConferenceonNeuralInformationProcessing,pages252–259,2003.