【摘要】：為了進(jìn)一步完善無(wú)人直升機(jī)前飛段縱向控制技術(shù),本文分別對(duì)高度/速度的協(xié)調(diào)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)功率保護(hù)的安全控制、直升機(jī)模型RotorLib的二次開(kāi)發(fā)進(jìn)行研究。首先為了實(shí)現(xiàn)高度/速度的協(xié)調(diào)控制。本文首先從操縱性耦合和狀態(tài)耦合兩個(gè)方面論證高度和速度的耦合,而后基于縱向周期變距補(bǔ)償和總距補(bǔ)償兩種方法分別實(shí)現(xiàn)高度和速度的協(xié)調(diào)控制,實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明基于總距補(bǔ)償?shù)母叨?速度協(xié)調(diào)控制效果略?xún)?yōu)于基于縱向周期變距補(bǔ)償?shù)母叨?速度協(xié)調(diào)控制,最終本文通過(guò)風(fēng)干擾以及重心/質(zhì)量不確定性驗(yàn)證了基于總距補(bǔ)償?shù)母叨?速度協(xié)調(diào)控制的魯棒性。其次為了確保飛行安全,提高無(wú)人直升機(jī)的作業(yè)能力,本文進(jìn)行保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率方面研究。本文首先分析高度和溫度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的影響,統(tǒng)計(jì)不同飛行狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)功率需求,而后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足的情形進(jìn)行仿真分析,最終通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速觸發(fā)升降速度自調(diào)節(jié)的開(kāi)環(huán)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速觸發(fā)總距和升降速度調(diào)節(jié)的開(kāi)環(huán)控制、升降速度反饋發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制三種方法實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率保護(hù)的安全控制。實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明升降速度反饋發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制效果最佳。最后為了進(jìn)一步完善RotorLib建模方法,本文通過(guò)二次開(kāi)發(fā)封裝實(shí)現(xiàn)了其質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、力四種不確定性功能。同時(shí)為了節(jié)省購(gòu)買(mǎi)M語(yǔ)言版本的經(jīng)費(fèi)和統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)環(huán)境,本文使用CMEX技術(shù)、小擾動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)了MATLAB下的配平線(xiàn)性化功能。
【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】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V279;V249.1
【圖文】：

第一章 緒論1.1 無(wú)人直升機(jī)概述無(wú)人直升機(jī)是本文的研究對(duì)象。美國(guó)從 20世紀(jì) 50年代開(kāi)始展開(kāi)無(wú)人直升機(jī)的研制，到 1960年 6 月第一架具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的軍用無(wú)人直升機(jī) QH-50A 出現(xiàn)[1]。而后 20 年由于未突破技術(shù)難點(diǎn)，無(wú)人直升機(jī)發(fā)展處于停滯狀態(tài)，直到 80 年代，隨著信息技術(shù)，控制技術(shù)以及傳感技術(shù)的突破無(wú)人直升機(jī)才真正得以發(fā)展。1.1.1 國(guó)外無(wú)人機(jī)現(xiàn)狀目前，國(guó)外研究和生產(chǎn)無(wú)人駕駛直升機(jī)的國(guó)家主要有美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)、英國(guó)等[2]。由于無(wú)人直升機(jī)技術(shù)復(fù)雜，目前只有少數(shù)幾個(gè) 1000kg 以下的型號(hào)具備實(shí)用價(jià)值，且大部分又屬于500kg 以下的輕型無(wú)人直升機(jī)。加拿大的哨兵、英國(guó)的小精靈和“斯普賴(lài)特”、美國(guó)的 FireScout(“火力偵察兵”)和蜂鳥(niǎo)、奧地利的 Camcopter(“坎姆考普特”)、加拿大的哨兵、以及俄國(guó)的 Ka-137 和“貓頭鷹”是比較有代表的無(wú)人直升機(jī)[1]-[5]。圖 1.1 為 Camcopter 和 Fire Scout。

無(wú)人直升機(jī)前飛段縱向控制技術(shù)研究個(gè)新的發(fā)展階段�？偟膩�(lái)說(shuō)，目前國(guó)內(nèi)無(wú)人直升機(jī)雖取得了豐碩的成果，但相對(duì)國(guó)外仍然存在諸多問(wèn)題，如性能較差、控制精度不夠高、機(jī)動(dòng)性不夠強(qiáng)、巡航能力較差、載荷能力弱，自主飛行水平低。圖 1.2 為國(guó)內(nèi)較成功的無(wú)人直升機(jī) Z5 直升機(jī)和 V750 直升機(jī)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2733006