發(fā)布時間：2020-06-28 12:21

【摘要】：為了進一步完善無人直升機前飛段縱向控制技術(shù),本文分別對高度/速度的協(xié)調(diào)控制、發(fā)動機功率保護的安全控制、直升機模型RotorLib的二次開發(fā)進行研究。首先為了實現(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)耦合兩個方面論證高度和速度的耦合,而后基于縱向周期變距補償和總距補償兩種方法分別實現(xiàn)高度和速度的協(xié)調(diào)控制,實現(xiàn)結(jié)果表明基于總距補償?shù)母叨?速度協(xié)調(diào)控制效果略優(yōu)于基于縱向周期變距補償?shù)母叨?速度協(xié)調(diào)控制,最終本文通過風干擾以及重心/質(zhì)量不確定性驗證了基于總距補償?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,提高無人直升機的作業(yè)能力,本文進行保護發(fā)動機功率方面研究。本文首先分析高度和溫度對發(fā)動機功率的影響,統(tǒng)計不同飛行狀態(tài)下的發(fā)動機功率需求,而后對發(fā)動機功率不足的情形進行仿真分析,最終通過發(fā)動機轉(zhuǎn)速觸發(fā)升降速度自調(diào)節(jié)的開環(huán)控制、發(fā)動機轉(zhuǎn)速觸發(fā)總距和升降速度調(diào)節(jié)的開環(huán)控制、升降速度反饋發(fā)動機轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制三種方法實現(xiàn)發(fā)動機功率保護的安全控制。實現(xiàn)結(jié)果表明升降速度反饋發(fā)動機轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制效果最佳。最后為了進一步完善RotorLib建模方法,本文通過二次開發(fā)封裝實現(xiàn)了其質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動慣量、力四種不確定性功能。同時為了節(jié)省購買M語言版本的經(jīng)費和統(tǒng)一實驗室開發(fā)環(huán)境,本文使用CMEX技術(shù)、小擾動原理實現(xiàn)了MATLAB下的配平線性化功能。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V279;V249.1
【圖文】：

第一章 緒論1.1 無人直升機概述無人直升機是本文的研究對象。美國從 20世紀 50年代開始展開無人直升機的研制，到 1960年 6 月第一架具備實際應(yīng)用價值的軍用無人直升機 QH-50A 出現(xiàn)[1]。而后 20 年由于未突破技術(shù)難點，無人直升機發(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)的突破無人直升機才真正得以發(fā)展。1.1.1 國外無人機現(xiàn)狀目前，國外研究和生產(chǎn)無人駕駛直升機的國家主要有美國、俄羅斯、法國、英國等[2]。由于無人直升機技術(shù)復雜，目前只有少數(shù)幾個 1000kg 以下的型號具備實用價值，且大部分又屬于500kg 以下的輕型無人直升機。加拿大的哨兵、英國的小精靈和“斯普賴特”、美國的 FireScout(“火力偵察兵”)和蜂鳥、奧地利的 Camcopter(“坎姆考普特”)、加拿大的哨兵、以及俄國的 Ka-137 和“貓頭鷹”是比較有代表的無人直升機[1]-[5]。圖 1.1 為 Camcopter 和 Fire Scout。

無人直升機前飛段縱向控制技術(shù)研究個新的發(fā)展階段�？偟膩碚f，目前國內(nèi)無人直升機雖取得了豐碩的成果，但相對國外仍然存在諸多問題，如性能較差、控制精度不夠高、機動性不夠強、巡航能力較差、載荷能力弱，自主飛行水平低。圖 1.2 為國內(nèi)較成功的無人直升機 Z5 直升機和 V750 直升機。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 穆化松;;淺談發(fā)動機高原反應(yīng)的處理[J];價值工程;2015年31期

2 焦華賓;莫松;;航空渦輪發(fā)動機現(xiàn)狀及未來發(fā)展綜述[J];航空制造技術(shù);2015年12期

3 沈靂;于琦;鄭甲宏;;直升機發(fā)動機裝機功率損失試飛研究[J];航空科學技術(shù);2015年03期

4 吳冰瑩;戴禮豪;林朝輝;;大型無人機在復雜環(huán)境下電力巡檢研究[J];科技創(chuàng)新導報;2014年28期

5 伍家駒;劉文;王祖安;彭登峰;;基于數(shù)據(jù)可視化的PI控制器設(shè)計方法[J];南昌航空大學學報(自然科學版);2012年01期

6 新京;;揭秘國內(nèi)最大無人直升機[J];今日科苑;2011年12期

7 聶平由;鄭日榮;;基于PID經(jīng)典控制的小型無人直升機高度控制的研究[J];微計算機信息;2010年34期

8 邢小軍;閆建國;張洪才;;直升機H_∞魯棒控制器的優(yōu)化設(shè)計及仿真[J];系統(tǒng)仿真學報;2010年09期

9 曾麗蘭;王道波;郭才根;黃向華;;無人駕駛直升機飛行控制技術(shù)綜述[J];控制與決策;2006年04期

10 王輝,徐錦法,高正;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無人直升機姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計[J];航空學報;2005年06期

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 馬曉毅;;我國首架無人直升機全權(quán)限自主試飛成功[N];光明日報;2008年

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 王小青;無人直升機建模與控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2009年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 王露;無人直升機前飛段橫航向控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2017年

2 萬順飛;小型無人直升機前飛段飛行控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2016年

3 夏斌;無人直升機自動起降控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2016年

4 蔡娟;某小型航空煤油活塞發(fā)動機總體性能分析及優(yōu)化[D];南京航空航天大學;2015年

5 徐凱銘;無人直升機懸停狀態(tài)位置及航向控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2015年

6 花寅;六旋翼無人直升機控制技術(shù)研究[D];南京理工大學;2013年

7 王剛強;大氣擾動下無人直升機懸停/小速度段位置控制律設(shè)計[D];南京航空航天大學;2013年

8 張剛;汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)試驗臺的研制與開發(fā)[D];武漢理工大學;2012年

9 薛鵬;無人直升機自動起飛與自動著陸控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2012年

10 尹亮亮;無人直升機飛行控制若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2012年

本文編號：2733006