本文關(guān)鍵詞：無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)快速控制原型技術(shù)研究

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【摘要】：傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)是一種新構(gòu)型飛行器,具有直升機(jī)和固定翼的雙重特點(diǎn),傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的飛行控制技術(shù)一直是無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著對(duì)自動(dòng)飛行功能要求越來(lái)越高,控制算法越來(lái)越復(fù)雜,傳統(tǒng)的飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代飛行器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。快速控制原型技術(shù)基于通用接口的高計(jì)算能力的硬件平臺(tái)和代碼自動(dòng)生成技術(shù),可以非常高效的創(chuàng)建控制器快速原型并進(jìn)行控制律驗(yàn)證,提高控制系統(tǒng)的開發(fā)效率。本文以無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行控制系統(tǒng)為研究對(duì)象,基于CompactRIO進(jìn)行快速控制原型技術(shù)研究。首先分析了樣例無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性,然后針對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)過(guò)渡飛行模式特性,采用動(dòng)態(tài)逆控制結(jié)合PID的控制方法設(shè)計(jì)了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)全包線飛行控制律,采用合理的切換策略保證了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)全模式的穩(wěn)定飛行;根據(jù)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行控制律設(shè)計(jì)要求,確定了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的快速控制原型總體方案,并根據(jù)方案進(jìn)行機(jī)載航電設(shè)備選型,建立了無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)快速控制原型;利用LabVIEW開發(fā)了基于CompactRIO的快速控制原型的傳感器數(shù)據(jù)采集程序和舵機(jī)控制程序;利用LabVIEW的控制設(shè)計(jì)和仿真模塊快速搭建全包線控制算法;開發(fā)了快速原型控制臺(tái)程序,并進(jìn)行快速控制原型的控制律驗(yàn)證,為傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的成功試飛奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī) 飛行控制系統(tǒng) 快速控制原型 LabVIEW CompactRIO
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V279;V249.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 縮略詞13-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 快速控制原型技術(shù)概述15-17
• 1.2.1 快速控制原型開發(fā)原理15-16
• 1.2.2 快速控制原型國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3 NI快速控制原型概述17-19
• 1.3.1 LabVIEW18
• 1.3.2 CompactRIO18-19
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)與飛行控制21-42
• 2.1 無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)分析21-31
• 2.1.1 無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)模型21-23
• 2.1.2 傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)模型配平23-25
• 2.1.3 傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)穩(wěn)定性分析25-26
• 2.1.4 傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)操縱響應(yīng)分析26-31
• 2.2 飛行控制律設(shè)計(jì)31-40
• 2.2.1 旋翼操縱控制器設(shè)計(jì)31-33
• 2.2.2 舵面操縱控制器設(shè)計(jì)33-38
• 2.2.3 傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)全包線控制仿真38-40
• 2.3 本章小結(jié)40-42
• 第三章 基于CompactRIO的無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)快速原型方案42-51
• 3.1 無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行控制系統(tǒng)42-43
• 3.1.1 機(jī)載系統(tǒng)42-43
• 3.1.2 地面系統(tǒng)43
• 3.2 快速控制原型方案43-50
• 3.2.1 CompactRIO硬件平臺(tái)44-46
• 3.2.2 傳感器模塊46-49
• 3.2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制臺(tái)49-50
• 3.3 本章小結(jié)50-51
• 第四章 快速控制原型控制和數(shù)據(jù)采集51-68
• 4.1 LabVIEW串口通信51-52
• 4.1.1 VISA串口通信51-52
• 4.1.2 串口擴(kuò)展模塊的串口通信52
• 4.2 快速控制原型傳感器數(shù)據(jù)采集和舵機(jī)控制52-67
• 4.2.1 KS109數(shù)據(jù)采集52-55
• 4.2.2 差分GPS數(shù)據(jù)采集55-60
• 4.2.3 MTi-G數(shù)據(jù)采集60-65
• 4.2.4 舵機(jī)控制65-66
• 4.2.5 模塊化驅(qū)動(dòng)程序66-67
• 4.3 本章小結(jié)67-68
• 第五章 快速控制原型實(shí)現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)68-75
• 5.1 快速控制原型實(shí)現(xiàn)68-69
• 5.2 快速控制原型實(shí)驗(yàn)69-74
• 5.2.1 控制臺(tái)程序開發(fā)69-70
• 5.2.2 快速控制原型實(shí)驗(yàn)70-74
• 5.3 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 論文工作總結(jié)75
• 6.2 未來(lái)工作展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 致謝80-81
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1124409