微小型无人直升机简化模型及控制系统研究

发布时间：2017-05-27 07:20

  本文关键词：微小型无人直升机简化模型及控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微小型无人直升机因其体积小、重量轻、隐蔽性和机动性好、易实现悬停和超低空飞行,在军事和民用领域都具有广阔的应用前景。目前,微小型无人直升机自主悬停和飞行研究吸引了国内外众多研究组织和机构。微小型无人直升机建模研究,以及利用各种控制方法设计飞行控制器更是微小型无人直升机研究的关键。 本文针对“雷虎”Raptor 60 v2直升机,通过分析其旋翼动态和机身受力、力矩,针对悬停状态的特点,经过合理简化,建立了悬停状态的简化模型。并着重分析了纵向简化模型。然后,基于此模型分别采用串级控制方案和LQ方法设计了相应的控制器。其中基于根轨迹或PID的串级控制方案不仅取得了良好的仿真效果,并已成功应用于实际控制系统。实现了自主悬停120s的良好控制效果。基于LO方法设计的状态反馈控制系统仿真效果良好。最后,本文对比分析了上述两种设计方案各自的特点。
【关键词】：微小型无人直升机 悬停 建模 飞行控制 串级控制 线性二次型
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：V249.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-14
• 1.1.1 微小型无人直升机概述10
• 1.1.2 国内外研究概况10-14
• 1.2 研究内容14-16
• 1.2.1 微小型无人直升机简化模型的建立14-15
• 1.2.2 微小型无人直升机控制系统设计15-16
• 1.3 本文结构16-18
• 第2章 平台介绍及传感器信号融合18-28
• 2.1 系统构成18
• 2.2 控制对象18-19
• 2.3 主控制器19
• 2.4 传感器19-24
• 2.4.1 姿态传感器19-21
• 2.4.2 位置传感器21-22
• 2.4.3 高度传感器22-24
• 2.5 传感器信号融合24-28
• 第3章 微小型无人直升机简化动态模型28-42
• 3.1 引言28-29
• 3.2 坐标系29-30
• 3.3 简化建模的一般性假设30-31
• 3.4 “雷虎” Raptor 60 v2模型直升机参数31-32
• 3.5 微小型无人直升机运动方程32-33
• 3.6 主旋翼33-39
• 3.6.1 升力33-35
• 3.6.2 挥舞动态及相关力、力矩35-39
• 3.7 机身受力39-40
• 3.8 “雷虎” Raptor 60 v2直升机纵向简化模型40-42
• 第4章 微小型无人直升机控制系统设计与仿真42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 串级控制系统设计42-52
• 4.2.1 姿态回路42-48
• 4.2.2 速度回路48-51
• 4.2.3 位置回路51-52
• 4.3 基于LQ方法的控制系统设计52-56
• 4.3.1 线性二次型概述52-53
• 4.3.2 基于LQ方法的纵向控制器设计53-56
• 第5章 实验与结果56-60
• 5.1 实验方案56-57
• 5.2 实验结果57-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-68
• 攻读硕士期间完成的学术论文68-70
• 作者简介70

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前5条

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中国硕士学位论文全文数据库 前8条

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本文编号：399248