Návrh řízení kvadrotorové helikoptéry

Zdeněk BOUČEK

Diplomová práce

Controller design for a quadrotor UAV

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá návrhem řízení letu kvadrotorové helikoptéry. Nejprve jsou popsány základní charakteristiky chování kvadrotorové helikoptéry. Následně je uveden matematický model, který je poté rozšířen o další aerodynamické jevy. Dále je popsán unscentovaný Kalmanův filtr, který je připraven pro odhadování orientace a polohy helikoptéry na základě modelu, generovaného řízení a měření palubních senzorů. Poté je navrženo řízení otáček rotorů, regulátor orientace a regulátor pro řízení polohy kvadrotorové helikoptéry. Nakonec je regulátor otestován v simulaci.

Abstract:

This diploma thesis is focused on design of flight control of quadrotor UAV. At first quadrotor UAV's basic characteristics of behavior are described. Further the mathematical model is presented and extended with other aerodynamic effects. After that the unscented Kalman filter is described and prepared for the estimation of orientation and position of UAV through the mathematical model, generated control and measurement from onboard sensors. In the next part rotor speed control, orientation control and position controller of quadrotor UAV are designed. Finally the flight control is tested in simulation.

Klíčová slova

kvadrotorová~helikoptéra, matematické~modelování, unscentovaný Kalmanův filtr, PID~regulátor, LQ~regulátor

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 5. 2015

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Miroslav Flídr, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta aplikovaných věd

Magisterský studijní program / obor:
Aplikované vědy a informatika / Kybernetika a řídicí technika