【摘要】：縱列式雙旋翼無(wú)人直升機(jī)以其優(yōu)異的運(yùn)輸性能在軍事和民用領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。由于縱列式雙旋翼無(wú)人直升機(jī)是一個(gè)通道耦合強(qiáng)、高度非線性的高階復(fù)雜系統(tǒng),且旋翼間的氣動(dòng)干擾增加了無(wú)人直升機(jī)模型的不確定性和復(fù)雜性,使得高性能飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)面臨諸多挑戰(zhàn)。本文以樣例縱列式雙旋翼無(wú)人直升機(jī)為研究對(duì)象,提出一種將參考模型和跟隨模型相結(jié)合的新型自適應(yīng)姿態(tài)控制方法,并以自主設(shè)計(jì)的雙核控制器為基礎(chǔ)進(jìn)行飛行對(duì)比實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了新型自適應(yīng)控制方法的優(yōu)越性,為今后縱列式雙旋翼無(wú)人直升機(jī)大包線飛行控制奠定了基礎(chǔ)。首先,采用分部件建模方法建立縱列式雙旋翼無(wú)人直升機(jī)全量非線性模型并進(jìn)行配平操作,研究在不同前飛速度下姿態(tài)角、操縱量的變化�；谛_動(dòng)線性化法獲得線性化數(shù)學(xué)模型,并通過(guò)穩(wěn)定性、耦合性分析無(wú)人直升機(jī)性能。其次,針對(duì)縱列式雙旋翼無(wú)人直升機(jī)縱橫向耦合性設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)解耦控制器,并基于此解耦系統(tǒng)分別進(jìn)行姿態(tài)內(nèi)回路和位置外回路常規(guī)控制器設(shè)計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)表明該控制器能夠?qū)v列式雙旋翼無(wú)人直升機(jī)進(jìn)行有效控制。再次,針對(duì)測(cè)量噪聲、配平誤差、氣動(dòng)參數(shù)不確定性等對(duì)縱列式雙旋翼無(wú)人直升機(jī)姿態(tài)控制的影響,本文提出一種將參考模型和跟隨模型相結(jié)合的新型自適應(yīng)控制方法,并進(jìn)行自適應(yīng)參數(shù)收斂性分析。根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)而針對(duì)參數(shù)收斂性問(wèn)題改進(jìn)自適應(yīng)控制結(jié)構(gòu),解決了測(cè)量噪聲對(duì)自適應(yīng)參數(shù)收斂性的不良影響。仿真實(shí)驗(yàn)表明改進(jìn)型自適應(yīng)控制器具有良好的姿態(tài)跟蹤效果。最后,結(jié)合DSP和ARM控制器各自特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一款適用性廣、功能豐富的雙核控制器,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和飛控運(yùn)算的獨(dú)立運(yùn)行。設(shè)計(jì)了縱列式雙旋翼無(wú)人直升機(jī)飛行控制軟件和地面遙控遙測(cè)軟件,并進(jìn)行了試飛驗(yàn)證,結(jié)果表明新型自適應(yīng)控制方法比常規(guī)控制方法具有更好的控制品質(zhì)。
【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
【分類號(hào)】：V279;V249.1
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文研制工作的中流砥柱。從20世紀(jì)80年代，美國(guó)關(guān)于縱列式直升機(jī)的工作以改型為主，其目的是為了滿足不同的作戰(zhàn)要求。最具代表性的機(jī)種就是CH-46和CH-47直升機(jī)[7]。這兩個(gè)型號(hào)通過(guò)不斷地改型，形成了經(jīng)典的縱列式直升機(jī)系列。美國(guó)作為縱列式直升機(jī)研制改進(jìn)的主體，縱列式直升機(jī)應(yīng)用研究又以CH-46及CH-47這兩個(gè)系列為重心。到現(xiàn)在，CH-47以及該型號(hào)仍在不斷改進(jìn)與完善[8]。

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文研制工作的中流砥柱。從20世紀(jì)80年代，美國(guó)關(guān)于縱列式直升機(jī)的工作以改型為主，其目的是為了滿足不同的作戰(zhàn)要求。最具代表性的機(jī)種就是CH-46和CH-47直升機(jī)[7]。這兩個(gè)型號(hào)通過(guò)不斷地改型，形成了經(jīng)典的縱列式直升機(jī)系列。美國(guó)作為縱列式直升機(jī)研制改進(jìn)的主體，縱列式直升機(jī)應(yīng)用研究又以CH-46及CH-47這兩個(gè)系列為重心。到現(xiàn)在，CH-47以及該型號(hào)仍在不斷改進(jìn)與完善[8]。

以及U8等無(wú)人機(jī)，中國(guó)航空工業(yè)直升機(jī)所正在研發(fā)的“絕影”新概念高速旋翼無(wú)人機(jī)�！昂ｚt”號(hào)作為我國(guó)首架雙旋翼無(wú)人直升機(jī)，于1993年9首飛成功�！昂ｚt”號(hào)主要應(yīng)用于軍事情報(bào)偵察與戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視，如圖1.3所示，質(zhì)量為300kg，其發(fā)動(dòng)機(jī)功率可達(dá)58.8kw。機(jī)上有飛行控制導(dǎo)航與制導(dǎo)控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)自主飛行和遙控飛行。由中航工業(yè)所研制的U8無(wú)人直升機(jī)于2011年試飛成功，這是我國(guó)技術(shù)相對(duì)較為成熟的一款無(wú)人直升機(jī)，其被廣泛應(yīng)用于交通疏導(dǎo)、農(nóng)業(yè)作業(yè)、

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2768800