无人旋翼机飞行控制实现

发布时间：2022-08-07 19:11

　　旋翼机是一种以旋翼为升力面的飞行器,具有可垂直起降、可悬停等飞行特点,在军事和民用上应用广泛。本文以一种新构型无人旋翼机为研究对象,为了使其实现自主飞行,根据已有的飞控系统设计的相关实践经验,结合飞行力学、自动控制理论、计算机技术等相关学科,对旋翼机进行了飞行控制系统的设计。首先在对无人旋翼机调查研究的基础上,提出一种新型的无人旋翼机设计方案。分析这种旋翼机的飞行原理和结构特点,对其进行了力和力矩的分析,建立了该型旋翼机的数学模型。结合该无人机的十二阶状态方程,分析了这种旋翼机的耦合性和稳定性,阐述了这种新型结构旋翼机的控制难点。提出了新型无人旋翼机的一种飞行控制策略,设计了自主导航控制回路,包括高度控制回路、速度控制回路、姿态控制回路。对无人旋翼机飞行控制系统进行了软件和硬件的设计,实现该旋翼机自主飞行。最后,结合数学模型和控制策略,编写了该旋翼机的仿真软件,用来验证控制策略的有效性。经过若干科目的仿真,证实提出的控制策略能实现该无人旋翼机的自主飞行。 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 背景研究
    1.2 无人旋翼机发展现状
    1.3 控制技术发展现状
    1.4 一种新型的无人旋翼机
    1.5 论文研究内容概要
    1.6 本章小结
第二章 无人旋翼机建模与分析
    2.1 坐标定义及转换关系
    2.2 力的建模与分析
    2.3 力矩的建模与分析
    2.4 全量数学模型
    2.5 模型分析
        2.5.1 耦合性分析
        2.5.2 稳定性分析
    2.6 本章小结
第三章 新型无人旋翼机的飞行控制策略
    3.1 控制需求和控制策略
    3.2 飞行模态分析
    3.3 无人旋翼机控制回路设计
        3.3.1 姿态控制回路
        3.3.2 速度控制回路
        3.3.3 高度控制回路
        3.3.4 自主导航控制回路
    3.4 本章小结
第四章 无人旋翼机飞行控制系统设计
    4.1 飞行控制系统整体设计
    4.2 机载飞控系统设计
        4.2.1 硬件部分
        4.2.2 软件部分
    4.3 地面测控系统设计
        4.3.1 硬件设计
        4.3.2 软件设计
    4.4 本章小结
第五章 无人旋翼机控制策略仿真验证
    5.1 仿真目的
    5.2 全数字仿真
    5.3 仿真内容及结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 进一步工作建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作



本文编号：3670884