無(wú)人直升機(jī)建模與控制技術(shù)研究.pdf

1、本論文以南京航空航天大學(xué)與中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所合作研制的U8無(wú)人直升機(jī)為背景，研究無(wú)人直升機(jī)建模與自主飛行控制的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 由于直升機(jī)的高階、不穩(wěn)定、非線性、強(qiáng)耦合和高不確定性特點(diǎn)，建立較為準(zhǔn)確的直升機(jī)動(dòng)力學(xué)模型具有相當(dāng)大的難度。論文根據(jù)三種直升機(jī)模型：相對(duì)簡(jiǎn)單的動(dòng)量模型、相對(duì)復(fù)雜的葉素模型和FLIGHTLAB模型，提出了直升機(jī)綜合建模的思想，并將三種模型構(gòu)成的直升機(jī)綜合模型應(yīng)用于無(wú)人直升機(jī)項(xiàng)目研制的過(guò)程中。通過(guò)三個(gè)模型的

2、對(duì)比驗(yàn)證，以及與實(shí)際試飛數(shù)據(jù)的比較修正，得到高置信度的無(wú)人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真需求的對(duì)象模型，論文根據(jù)修正后U8無(wú)人直升機(jī)的葉素線性模型，進(jìn)行特性分析。
　　 論文研究了帶逆模型前饋的顯模型跟蹤控制和回路成形控制方法，并結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)的顯模型跟蹤回路成形控制方法。論文基于改進(jìn)的顯模型跟蹤回路成形控制方法設(shè)計(jì)了無(wú)人直升機(jī)的內(nèi)回路姿態(tài)控制系統(tǒng)，進(jìn)行了時(shí)域、頻域和魯棒性分析，并與經(jīng)典PID控制方法、顯模型跟蹤，

3、以及回路成形控制方法進(jìn)行了比較。
　　 設(shè)計(jì)無(wú)人直升機(jī)內(nèi)回路姿態(tài)控制，實(shí)現(xiàn)了各通道解耦后，論文設(shè)計(jì)了直升機(jī)的外回路航跡飛行控制和模態(tài)飛行控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人直升機(jī)的自主起飛、著陸、懸停，以及協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎飛行控制。為全面驗(yàn)證飛行控制系統(tǒng)的正確性，以及飛行控制邏輯與飛行管理的合理性，論文設(shè)計(jì)了由四個(gè)航路點(diǎn)構(gòu)成的樣例航路，并實(shí)現(xiàn)了無(wú)人直升機(jī)樣例航路的自主飛行控制，仿真了樣例航路的自主飛行過(guò)程。通過(guò)U8無(wú)人直升機(jī)的對(duì)象不確定性和風(fēng)干擾情況下