当前位置:主页 > 科技论文 > 航空航天论文 >

小型柔性翼飞行器巡航段飞行控制系统设计

发布时间:2018-06-20 18:15

  本文选题:小型柔性翼飞行器 + 飞行器建模 ; 参考:《北京理工大学》2016年硕士论文


【摘要】:本文针对实验室试制的小型柔性翼飞行器,设计了它的飞行控制系统,使其在巡航飞行阶段能够按航路点自主飞行。首先,本文对小型柔性翼飞行器进行了动力学建模。说明了柔性翼工程样机建模时使用刚性飞行器动力学模型的原因。样机的气动系数通过飞行试验和气动软件计算相结合的方法确定。利用6DOF飞行器模型进行了配平,通过比对试验结果证明了配平结果的精确性。以稳定平飞状态上的某点为特征点建立了样机横纵向解耦的状态空间方程并对样机的无控扰动响应进行了分析。然后,针对小型柔性翼无人飞行器在巡航段的控制需求,提出了巡航段飞控系统的总体架构方案。对方案中的各个飞控分系统设计了相应的控制回路,建立了控制回路中已知环节的传递函数。根据动态响应的指标要求,设计了控制回路中各控制器的参数,得到了小型柔性翼飞行器的各通道控制律。为了验证控制律在各通道耦合的非线性动力学模型上使用的有效性,搭建了基于MATLAB Simulink的航迹仿真程序,设计特定的仿真实验,对控制律的有效性进行了验证。此外,还对基于传递函数的SISO控制回路仿真和基于6DOF动力学模型的仿真结果进行了比较。最后,为了实现小型柔性翼飞行器的控制律,搭建了嵌入式飞控系统。针对飞控系统的功能,设计了飞控系统的硬件架构,进行了各组件的选型;设计了飞控软件的总体架构并详细编写了各软件模块的代码。使用同级别的航模飞行器对该嵌入式飞控系统进行了测试飞行试验,验证了嵌入式飞控系统设计的合理性以及对小型固定翼飞行器控制的有效性。
[Abstract]:In this paper, a flight control system is designed for the small flexible wing aircraft, which is manufactured in the laboratory, so that it can fly independently according to the route point in the cruise flight stage. Firstly, the dynamic modeling of a small flexible wing vehicle is carried out in this paper. The dynamic model of rigid aircraft is used in the modeling of flexible wing engineering prototype. The aerodynamic coefficient of the prototype is determined by the combination of flight test and aerodynamic software calculation. The 6 DOF aircraft model is used to balance the plane, and the accuracy of the leveling result is proved by comparing the experimental results. The state space equation of horizontal and longitudinal decoupling of the prototype is established and the uncontrollable disturbance response of the prototype is analyzed by taking a point in the stable flat-flight state as the characteristic point. Then, according to the control requirement of the small flexible wing unmanned aerial vehicle in the cruise section, the overall architecture of the cruise section flight control system is proposed. The corresponding control circuits are designed for each flight control subsystem in the scheme, and the transfer function of known links in the control loop is established. According to the requirements of dynamic response, the parameters of each controller in the control loop are designed, and the control laws of each channel of the small flexible wing aircraft are obtained. In order to verify the effectiveness of the control law used in the nonlinear dynamic model with coupling of each channel, a track simulation program based on MATLAB Simulink is built, and a specific simulation experiment is designed to verify the effectiveness of the control law. In addition, the simulation results of SISO control loop based on transfer function and 6 DOF dynamics model are compared. Finally, in order to realize the control law of small flexible wing aircraft, an embedded flight control system is built. Aiming at the function of the flight control system, the hardware structure of the flight control system is designed, the selection of each component is carried out, the overall structure of the flight control software is designed and the code of each software module is written in detail. The flight test of the embedded flight control system is carried out by using the same flight model aircraft, which verifies the rationality of the design of the embedded flight control system and the effectiveness of the control of the small fixed-wing aircraft.
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V249.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 正;;莱格赛450/550将采用电传飞控系统[J];国际航空;2010年12期

2 ;发展飞控系统已引起许多国家空军的重视[J];航空计算技术;1994年02期

3 谢振华,范训礼,曲建岭,王磊,耿昌茂;飞控系统模糊控制器设计及稳定性分析[J];飞行力学;2000年02期

4 张平,陈宗基;非线性飞控系统的控制可重构性[J];飞机设计;2001年03期

5 罗峰,王绍光,罗峰,李响,邓建华;变结构可重构飞控系统研究[J];西北工业大学学报;2002年02期

6 唐志勇,王占林;任务管理式新型余度飞控系统的研究[J];系统仿真学报;2002年05期

7 唐志勇,王占林,裘丽华;任务管理式冗余飞控系统的可靠性分析[J];系统仿真学报;2002年11期

8 涂延军,梁工谦;基于主成分分析的飞控系统研制费用估算[J];机械科学与技术;2003年S2期

9 陈云霞,段朝阳;飞控系统最坏情况分析方法研究[J];航空学报;2005年05期

10 黄宜军,章卫国,刘小雄;小波神经网络在飞控系统辨识中的应用研究[J];计算机应用;2005年05期

相关会议论文 前10条

1 于维倩;姜斌;刘剑慰;;非线性飞控系统鲁棒故障诊断[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第二分册)[C];2009年

2 李志国;张平;;飞控系统中的光传总线技术应用研究[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年

3 张翔伦;李哲;;基于适航标准的飞控系统设计要求分析[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

4 曹丹青;张毅;;某型飞机飞控系统模拟试验数据采集处理系统的设计[A];2008年航空试验测试技术峰会论文集[C];2008年

5 周成;刘鲁玉;傅亮;;质量管理在飞控系统全寿命周期的实践运用[A];使命与责任—以质量方法促转型升级——第五届中国质量学术与创新论坛论文集(下)[C];2012年

6 李洁;姜斌;刘春生;;基于神经网络模糊观测器的飞控系统故障诊断和故障调节[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

7 李哲;;大型运输机飞控系统可靠性设计技术分析[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

8 王维安;李梓衡;;飞控系统稳定裕量试验分析研究[A];面向航空试验测试技术——2013年航空试验测试技术峰会暨学术交流会论文集[C];2013年

9 孙亮;张平;;飞控系统中的混合实时网络技术应用研究[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年

10 牟瑾刚;;某型飞机飞控系统设计状态创新管理[A];2013年中国航空学会管理科学分会学术会议论文集[C];2013年

相关重要报纸文章 前10条

1 杨兴根 陈华东;敢立潮头写风流[N];中国航空报;2005年

2 记者 徐一新 通讯员 戴海滨 黄青;航电公司与霍尼韦尔组建民用客机飞控系统合资公司[N];中国航空报;2012年

3 邓莉娜;科技新星[N];中国航空报;2000年

4 马显超;ARJ21飞机主飞控系统铁鸟试验完成阶段任务[N];中国航空报;2007年

5 张杰伟 杨柳;航空赤子心[N];中国航空报;2011年

6 朱述才 田涛 杨柳;天高任你飞 品质由我控[N];中国航空报;2012年

7 本报记者 高柱 本报通讯员 彭文晶 李文波;创造不凡的航空赤子[N];工人日报;2005年

8 本报记者 付毅飞 何晓亮;恶劣天气影响飞控系统 测速仪稳定性有待提高[N];科技日报;2009年

9 邓莉娜;拓宽路子 加速发展[N];中国航空报;2001年

10 通讯员 李常明 任培林;飞行导航与控制系统有了“专科医生”[N];光明日报;2002年

相关博士学位论文 前2条

1 黄宜军;小波神经网络及其在飞控系统中的应用研究[D];西北工业大学;2006年

2 刘兴华;飞行控制系统数字化设计技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘强;基于CCPM模式的油动直升机飞控系统的研制[D];西京学院;2015年

2 祁建;基于Arm-Linux的四轴飞行器协调控制系统的设计[D];南京理工大学;2015年

3 胡磊;基于μC/OS-Ⅱ的小型固定翼无人机飞控系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

4 周虎;某自动飞控测试系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

5 杨坤;基于虚拟技术的飞控系统试验平台设计与实现[D];电子科技大学;2015年

6 袁小敏;面向飞控系统智能设计的知识管理系统开发[D];南京航空航天大学;2015年

7 董文明;小型柔性翼飞行器巡航段飞行控制系统设计[D];北京理工大学;2016年

8 金益辉;光传飞控系统实现技术研究[D];南京航空航天大学;2007年

9 罗天成;飞控系统虚拟仿真平台的研究与设计[D];电子科技大学;2012年

10 黄楷;飞控系统供电状态综合测试平台方案设计[D];哈尔滨工业大学;2012年



本文编号:2045240

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/2045240.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户46d65***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com