學位論文

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    四旋翼飛行器 LQR 控制器的設計與實現
    (2025) 蔡昱賢; Cai ,Yu-Xian
    本研究採用了線性二次調節器（LQR）控制器來實現對四旋翼飛行器飛行姿態的精確控制。隨著科技的進步，四旋翼飛行器在設計與控制技術上都有了顯著的演進，並且歷經多種控制策略的嘗試與優化，以有效管理其複雜的飛行姿態與穩定性。LQR作為一種經典的最優控制方法，具備良好的狀態反饋能力和性能表現，在本研究中被用來實現對飛行器垂直高度的穩定控制。本控制系統結合了LQR控制演算法與多種感測器的即時數據輸入，能夠有效掌握四旋翼在飛行過程中的姿態變化與高度狀態，並根據目標高度進行精準調整。透過該方法，四旋翼得以順利抵達並維持在預定的飛行高度，顯示出此控制策略在實際應用中的穩定性與可靠性。此外，論文中也提供實驗數據與測試結果，進一步驗證了此控制系統的有效性與可行性。這些實驗包括在不同初始條件與外部干擾下的飛行測試，結果證實LQR控制器能夠快速響應並有效抑制震盪與偏移，使四旋翼系統具備良好的動態性能與控制精度，展現出此方法在無人機控制領域中的實用潛力。
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    四旋翼無人機之模糊PID控制器設計與實現
    (2021) 吳祈勳; Wu, Chi-Hsun
    本論文設計了一套四旋翼飛行器系統，利用串級模糊 PID (Proportional–Integral–Derivative)控制器，來完成俯仰角(Pitch)、翻滾角(Roll)、偏航角(Yaw)與高度(altitude)的定位控制。並在文中探討各項因素對飛行器整體所造成的影響。一般商業四旋翼飛行器所採用的控制器常使用串級PID控制器，其優點就是面對飛行器這種複雜的非線性系統，不需要透過建立精確數學模型，依然能有效控制。但定值的PID參數在面對各種突發情況下，並非是當下最合適的值。為了能在不同的情況下，提供適當PID增益參數，因此導入模糊理論至PID控制器，形成串級式模糊 PID控制器。透過不同控制器間的相互比較來證實此方法的可行性，並會對各增益參數與模糊規則進行探討。最後，透過許多實驗設計，來測試本論文所提四旋翼飛行器的性能。