小型无人直升机的系统辨识研究

发布时间：2020-06-20 19:23

【摘要】：小型无人直升机体积小，造价低，无需发射系统，可垂直起降，悬停飞行，灵活度高，有较高的飞行品质，因而在许多特定的环境中成为理想的应用系统搭载平台。为了获得对小型无人直升机准确而可靠的控制，需要得到其精确的动力学模型。系统辨识是获取小型无人直升机数学模型最为有效的手段。 论文对小型无人直升机系统辨识方法进行详细的研究和讨论，获得了具有实用价值的成果。主要做出以下三方面的工作： 1）设计了一种有效简便的辨识方法——改进的模拟退火算法结合PEM法(Prediction Error Method)。本文首先根据小型无人直升机模型辨识的特点，阐述辨识算法的准则函数以及需满足的两个基本条件，并在方法论部分提出改进的模拟退火算法结合PEM法以及另外两种辨识算法。接着通过仿真实验，比较三种不同的辨识方法的结果，初步筛选出改进的模拟退火算法结合PEM法。然后根据真实直升机的飞行实验数据，进一步分析该算法在复杂条件下对小型无人直升机系统辨识的适用性。最终，仿真实验结果与真实飞行实验结果均验证了该辨识算法的有效性。 2）开发了一套易操作的辨识过程环境工具。系统辨识是一项计划性与工程性强的工作。针对小型无人直升机实验环境复杂、待辨识参数多的特点，为了实现操作上的步骤化，本文汇集了辨识过程中需要关注的各个环节，包括：实验设计与数据采集，数据预处理，参数初始值估算，模型灵敏度分析，辨识算法的应用以及验证。辨识过程环境工具在本文的实验阶段得到了良好使用。 3）搭建了一个高效的分布式计算平台。由于改进的模拟退火算法具有并行性，为了充分发挥辨识算法优势以及MATLAB强大的数学运算能力，本文建立了MATLAB分布式计算集群。实验表明，该计算平台易于植入辨识算法，方便部署，而且具有良好的运算加速比。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：V275.1;V279;N945.14

【参考文献】

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1 汪清;不稳定飞机气动参数辨识的一种实用方法[J];飞行力学;2001年01期

2 汪清,何开锋,钱炜祺,毛仲君;飞机大攻角空间机动气动力建模研究[J];航空学报;2004年05期

3 韩冰;;战术无人机的任务载荷与发展分析[J];舰船电子工程;2007年03期

4 孙涛;宋彦国;张呈林;;基于子空间法的小型直升机飞行力学模型辨识[J];南京航空航天大学学报;2008年05期

5 周帅;;无人直升机在民用行业的应用与发展[J];舰船电子对抗;2013年01期

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本文编号：2722856