基于区间矩阵的四旋翼无人机复合抗干扰控制开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着无人机技术的快速发展，四旋翼无人机由于其结构简单、操控灵活、成本低廉等优势，在各个领域得到了广泛的应用，例如航拍、巡检、农业植保等。

然而，四旋翼无人机是一个典型的非线性、强耦合、欠驱动系统，其飞行性能容易受到外界干扰的影响，例如阵风、负载变化等，这会严重影响其控制精度和稳定性，甚至导致飞行事故的发生。

因此，研究四旋翼无人机的抗干扰控制策略具有重要的理论意义和实际应用价值。

2. 本选题国内外研究状况综述

四旋翼无人机的抗干扰控制是近年来控制领域的研究热点之一，国内外学者对此进行了大量的研究，并取得了一系列的成果。

1. 国内研究现状

国内学者在四旋翼无人机抗干扰控制方面取得了一些进展，主要集中在鲁棒控制、自适应控制、滑模控制等方面。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题主要研究基于区间矩阵的四旋翼无人机复合抗干扰控制方法，主要内容包括以下几个方面：

1. 主要内容

1.四旋翼无人机系统建模与分析：建立考虑参数不确定性和外界干扰的四旋翼无人机动力学模型，并将其转化为区间矩阵模型，为后续控制器设计提供基础。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的方法，具体步骤如下：1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解四旋翼无人机抗干扰控制的研究现状，学习区间矩阵理论、鲁棒控制理论、干扰观测器设计方法等相关知识，为后续研究奠定基础。

2.系统建模与分析阶段：建立考虑参数不确定性和外界干扰的四旋翼无人机动力学模型，并将其转化为区间矩阵模型，分析系统的稳定性和抗干扰性能。

3.控制器设计阶段：基于区间矩阵理论，设计鲁棒控制器，保证系统在参数摄动和外部扰动下仍能保持稳定，并具有良好的动态性能。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：1.将区间矩阵理论应用于四旋翼无人机抗干扰控制，提出一种基于区间矩阵的复合抗干扰控制策略，为解决复杂环境下四旋翼无人机控制问题提供新的思路。

2.综合考虑系统参数不确定性和外界干扰的影响，建立更准确可靠的四旋翼无人机区间矩阵模型，提高控制器的鲁棒性和抗干扰能力。

3.设计干扰观测器，实时估计未知干扰的大小和方向，并结合鲁棒控制器，设计复合抗干扰控制器，进一步提高四旋翼无人机的抗干扰能力和控制精度。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 刘金琨. 机器人控制系统的设计与matlab仿真[m]. 北京: 清华大学出版社, 2019.

2. 刘晓平, 段建民. 基于四元数的无人机抗干扰姿态控制[j]. 控制工程, 2022, 29(03): 521-527.

3. 韩京清. 自抗扰控制技术: 估计补偿不确定性[m]. 北京: 清华大学出版社, 2017.