本文關(guān)鍵詞：本體自旋飛行器周期控制方法設(shè)計(jì)及仿真研究

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【摘要】：本體自旋飛行器是一類(lèi)垂直起降式無(wú)人飛行器。國(guó)外研究機(jī)構(gòu)已陸續(xù)開(kāi)展針對(duì)該飛行器的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分析、動(dòng)力學(xué)模型建立、控制方法設(shè)計(jì)等各項(xiàng)基礎(chǔ)研究。其中,針對(duì)該飛行器的控制方法是不僅是該飛行器設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù),也是其中的重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容。本文在借鑒已有本體自旋飛行器基礎(chǔ)上,對(duì)某型本體自旋飛行器進(jìn)行改進(jìn),并針對(duì)該飛行器設(shè)計(jì)基于推進(jìn)力的周期控制方法,通過(guò)仿真試驗(yàn)對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證分析。主要內(nèi)容如下:1.建立本體自旋飛行器動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)相關(guān)假設(shè),根據(jù)飛行器特性,以剛體六自由度運(yùn)動(dòng)方程為基礎(chǔ),建立針對(duì)該飛行器的動(dòng)力學(xué)模型,并分別進(jìn)行豎直和水平運(yùn)動(dòng)分析,明確水平和豎直控制信號(hào),提出周期控制角的概念,并針對(duì)該模型進(jìn)行無(wú)控飛行仿真分析。2.分析飛行器陀螺穩(wěn)定性。在動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上,推導(dǎo)飛行器俯仰角和滾轉(zhuǎn)角關(guān)于擾動(dòng)的轉(zhuǎn)換方程,分析系統(tǒng)穩(wěn)定性條件,證明陀螺穩(wěn)定性是本體自旋飛行器固有特性。3.設(shè)計(jì)本體自旋飛行器基于推力的周期控制方法。在借鑒周期升力控制的基礎(chǔ)上,提出與之不同的周期推力控制方法。本文所采用的周期推力控制方法以飛行器陀螺穩(wěn)定性為依據(jù),以其對(duì)飛行器俯仰和滾轉(zhuǎn)自由度的約束為基礎(chǔ),由豎直和水平控制器產(chǎn)生豎直和水平控制信號(hào),周期控制模塊分配周期控制區(qū)間并產(chǎn)生周期控制指令,通過(guò)飛行器推進(jìn)系統(tǒng)執(zhí)行控制指令,改變飛行器飛行狀態(tài)。4.進(jìn)一步分析周期控制方法中的周期控制角和多周期控制。本文分析飛行器推進(jìn)系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)對(duì)周期控制角的影響,并提出周期控制角修正方法,針對(duì)不同脈動(dòng)控制周期下飛行器控制效果進(jìn)行了研究,為合理選擇控制周期提供依據(jù)。本文對(duì)周期推力控制方法結(jié)合動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行位置反饋和速度反饋仿真試驗(yàn),驗(yàn)證了周期推力控制方法能夠有效控制飛行器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V279;V249

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉麗麗;四旋翼飛行仿真器的建模及控制方法的研究[D];中南大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：1298091