小型无人直升机自抗扰飞行控制系统设计

发布时间：2020-12-26 04:51

　　小型无人直升机不仅具有传统载人直升机随时起降、低速飞行的优点,而且在设计时不受驾驶员的生理限制、可以无视界高强度飞行、执行高危任务,因此在军事和民用上都有着广泛的应用。但是无人直升机是一种机械结构复杂、非线性的控制对象,难以对其建立精确的数学模型,而且小型无人直升机的各个通道之间存在着强耦合,这就造成了现代控制理论中的诸多方法难以应用到小型无人直升机飞控系统中;并且小型无人直升机对外界的风速、温度等飞行环境很敏感,容易在试飞过程中产生安全性问题,因此,设计一套理想的飞控系统是很困难的,但也是很有必要的。针对以上的分析,本文首先依据机械结构把小型无人直升机划分为多个模块,通过飞行力学、刚体运动学等知识,建立了小型无人直升机简易数学模型。接着研究了PID控制算法和自抗扰控制算法的优劣性,介绍了评判控制品质的重要参数。然后基于串级自抗扰的方法设计了纵向、横向、偏航、高度四个通道的控制器,实现了小型无人直升机的飞控系统,同时针对自抗扰算法中的fal函数进行了改进。最后利用建立的小型无人直升机数学模型,对基于PID控制器的飞控系统和基于自抗扰控制器的飞控系统进行了研究分析,结果表明:后者不仅具有... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

地面坐标系示意图

图 2-1 地面坐标系示意图体坐标系标系（bbbbO XYZ）如图 2-2 所示，是一种与机体固联的右手坐直升机的姿态等信息。b ：位于直升机的质心处；bb X：与机体结构纵轴重合，指向机头方向为正；bb Y：过bO 点且与bbbO XZ平面垂直，指向机体右侧为正；bb Z：在机体纵向对称平面内，垂直于纵轴，指向机体下方为坐标系中，直升机速度沿三轴方向的分量用bu 、bv 、bw 表示三轴方向的分量用xa 、ya 、za 表示；直升机位置沿三轴方向、bz 表示。

大学硕士学位论文 第 2 章 建立无人直升机aO ：位于直升机的质心处；aaO X：与空速kV 一致，以前飞为正；aaO Y：垂直于aaaO XZ平面，向右为正（右旋直升机）；aaO Z：在直升机对称平面内，过原点aO 且垂直于aaO X轴，以向 ：空速kV 在机体纵向对称平面的投影与机体坐标系bbO X轴角 ：空速kV 与机体纵向对称平面的夹角；

【参考文献】：
期刊论文
[1]国外复合式高速直升机发展现状与关键技术[J]. 尹欣繁,车兵辉,章贵川,彭先敏,靳清岭.  飞航导弹. 2019(11)



本文编号：2939070