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接要随着航天技术的不断发展，无论是在军事上，还是工农业上，对飞行器趋于低成本、性能高、稳定性强的要求越来越高，四旋翼无人飞行器在这些方面都具有强烈的优势，因此，备受人们广泛的关注。本文在叙述了四旋翼飞行器的研究历史与现如今的发展情况的基础下，重点研究了飞行器的基本工作原理，以及如何运用坐标系对其运动学与动力学进行分析并建立方便进行试验与控制的数学模型，随后，通过PID控制器对飞行器的飞行姿态进行控制，并进行数次飞行试验，利用得到的曲线关系来进行动态特性的分析，最终可以实现对四旋翼飞行器的各运动姿态有更深一步的理解并可以达到更精确稳定的控制。25588
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关键词 四旋翼飞行器，建立数学模型，PID控制器，动态特性，飞行试验
毕业论文设计说明书外文摘要
Title The test and analysis of the dynamic Characteristics of the Rotor UAV
Abstract
With the development of space technology, whether in the military, or in industry and agriculture, the aircraft tends to be low cost, high performance, strong stability requirements more and more high and four rotor unmanned aerial vehicle (UAV) in these areas has the advantages of strong.Therefore,it is of widespread concern.The described in the research history of the quadrotor and the foundation of today's development, focusing on the basic working principle of the aircraft, and how to use coordinates of the kinematics and dynamics analysis and facilitate the establishment of the mathematical model of test and control. Subsequently, the aircraft flight attitude control by PID controller, and several flight test, using curve relation is obtained to analyze the dynamic characteristics of, can eventually achieve the motion attitude of quadrotor have deeper understanding of the future and can achieve more accurate and stable control.
Keywords Quadrotor,the establishment of mathematical model,PID controller,dynamic characteristics,fight test
目 次
1 引言 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 发展历史与研究现状 1
1.2.1 发展历史 1
1.2.2 研究现状 3
1.3 课题来源与论文结构 5
1.3.1 课题来源 5
1.3.2 论文结构安排 5
2 四旋翼飞行器模型的建立与辨识 7
2.2.1 引言 7
2.2 建立坐标系 7
2.2.1 机体坐标系 7
2.2.2 地面坐标系 8
2.2.3 坐标系间的转换 8
2.3 控制原理 10
2.3.1 悬停运动 10
2.3.2 垂直起落运动 11
2.3.3 横滚运动 12
2.3.4 俯仰运动 13
2.3.5 偏航运动 13
2.4 建立非线性系统模型 14
2.4.1 运动学模型 14
2.4.2 动力学模型 15
2.4.3 系统非线性模型的运动学与动力学方程 16
2.5 系统非线性模型中具体参数的辨识 17
2.5.1 机体自身转动惯量 17
2.5.2 转子绕轴的转动惯量 20
2.5.3 转矩系数与升力系数 20