小型無人直升機應(yīng)用范圍廣泛,覆蓋了軍事、民用及科研等領(lǐng)域。但是小型無人直升機系統(tǒng)具有多變量、強耦合、時變性、非線性等特點,使控制變得非常困難。針對以上問題,本文提出了一種基于擾動觀測器的高性能飛行控制算法。具體而言,本文的研究工作主要包括以下幾個方面:(1)對小型無人直升機各部件的受力情況進行分析,根據(jù)機理建模方法建立了小型無人直升機的非線性數(shù)學(xué)模型并進行了合理的簡化,為控制器的設(shè)計奠定基礎(chǔ)。(2)針對小型無人直升機的軌跡追蹤問題,本文首先利用傳統(tǒng)滑�？刂扑惴ㄔO(shè)計了小型無人直升機系統(tǒng)的位置環(huán)控制器和姿態(tài)環(huán)控制器。然后針對傳統(tǒng)滑�？刂扑惴ǔ霈F(xiàn)的收斂速度慢和抖振嚴(yán)重問題,本文設(shè)計了快速終端滑�？刂扑惴�,有效提升了收斂速度,設(shè)計了干擾觀測器用來補償外部干擾和系統(tǒng)內(nèi)部不確定性,從而減輕抖振。針對以上兩種飛行控制算法,本文均利用Lyapunov定理證明了系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性,利用SIMULINK仿真驗證了控制算法的有效性。(3)根據(jù)無人直升機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,完成了飛控系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。搭建飛行試驗平臺,進行了小型無人直升機姿態(tài)控制飛行實驗,驗證了快速終端滑�？刂扑惴ǖ目刂菩阅芎涂刂破焚|(zhì)。
【學(xué)位單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V275.1;V249.1
【部分圖文】：

-2-b) Fazer R c) Fazer R G2圖 1-1 雅馬哈無人直升機Figure 1-1 Yamaha Unmanned Helicopter(2)美國的佐治亞理工學(xué)院佐治亞理工學(xué)院以 RMAX 為基礎(chǔ)進一步開發(fā)出無人直升機 GTMax[17]，如2 所示，該無人直升機在飛行控制系統(tǒng)上搭載了導(dǎo)航模塊以及視覺處理模塊加入了路徑規(guī)劃算法，最終成功實現(xiàn)自主起降功能、懸停功能和機動飛行功

圖 1-2 佐治亞理工學(xué)院 GTMaxFigure1-2 Yamaha Unmanned Helicopter加坡國立大學(xué)坡國立大學(xué)的小型無人直升機研究課題組，以 Raptor 90SE 直升機開發(fā)出了 SheLion (如圖 1-3 所示)和 HeLion (如圖 1-4 所示)小型無[1]。該小組將機理建模與系統(tǒng)辨識兩種方法有機結(jié)合，建立的直升機更高的精確度。

圖 1-2 佐治亞理工學(xué)院 GTMaxFigure1-2 Yamaha Unmanned Helicopter(3)新加坡國立大學(xué)新加坡國立大學(xué)的小型無人直升機研究課題組，以 Raptor 90SE 直升機為研究基礎(chǔ)，開發(fā)出了 SheLion (如圖 1-3 所示)和 HeLion (如圖 1-4 所示)小型無人直升機系統(tǒng)[1]。該小組將機理建模與系統(tǒng)辨識兩種方法有機結(jié)合，建立的直升機仿真模型具有更高的精確度。
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 寶森;;我國最大無人直升機首飛成功[J];廣東交通;2011年03期

2 孫明月;;國外海軍無人直升機發(fā)展現(xiàn)狀分析[J];軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品;2019年11期

3 尚其龍;包令聰;;某農(nóng)用型無人直升機噴藥系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];電子測試;2018年23期

4 吳鵬飛;石章松;閆鵬浩;;艦載無人直升機自主著艦方法研究[J];艦船科學(xué)技術(shù);2019年05期

5 段興旺;段文良;張敏;陳雪冰;;無人直升機加裝任務(wù)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];科技視界;2019年09期

6 何劍明;王小青;;自檢技術(shù)在無人直升機中的應(yīng)用[J];信息通信;2019年05期

7 李淯;徐玉貌;;基于任務(wù)的艦載無人直升機作戰(zhàn)效能分析[J];直升機技術(shù);2019年04期

8 程月;;無人直升機運動目標(biāo)跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計[J];電氣傳動;2019年11期

9 王鵬;;無人直升機發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)難點[J];計算機產(chǎn)品與流通;2018年01期

10 劉國松;唐帥;楊李;;小型無人直升機電力巡檢仿真環(huán)境設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機與數(shù)字工程;2018年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉尊;基于小型無人直升機的系統(tǒng)辨識研究[D];華南理工大學(xué);2019年

2 陳誠;小型無人直升機相對移動平臺自主降落導(dǎo)航與控制方法[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

3 姬樂強;翼扇涵體構(gòu)型無人直升機總體設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

4 陳摯;魯棒滑�？刂评碚摷捌湓跓o人直升機的應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2017年

5 方星;非匹配擾動下小型無人直升機魯棒飛行控制算法研究[D];天津大學(xué);2016年

6 丁力;小型無人直升機飛行動力學(xué)、控制及試驗研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

7 郭建川;小型無人直升機動態(tài)分析與非線性控制研究[D];天津大學(xué);2014年

8 唐帥;小型無人直升機非線性建模與控制系統(tǒng)設(shè)計[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

9 賀躍幫;小型無人直升機魯棒非線性控制研究[D];華南理工大學(xué);2013年

10 周洪波;小型無人直升機的建模與控制器設(shè)計[D];華南理工大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 明浩;艦載無人直升機自主回收控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

2 羅威林;未知環(huán)境下無人直升機視覺著降技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

3 陳文輝;小型無人直升機建模與魯棒飛行控制[D];南京航空航天大學(xué);2019年

4 唐宏清;某型無人直升機艦面起降飛行動力學(xué)建模與仿真分析[D];南京航空航天大學(xué);2019年

5 劉丙濤;無人直升機跟蹤地面移動目標(biāo)的飛行控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

6 劉念;無人直升機分布式飛行控制系統(tǒng)軟件設(shè)計與開發(fā)[D];南京航空航天大學(xué);2019年

7 顏偉;共軸無人直升機總體優(yōu)化設(shè)計[D];南京航空航天大學(xué);2019年

8 宋弘毅;共軸旋翼風(fēng)扇無人直升機建模與飛行控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

9 尹欣繁;無斜盤微型無人直升機設(shè)計與飛行控制研究[D];國防科技大學(xué);2017年

10 劉新合;小型無人直升機滑�？刂扑惴ǖ脑O(shè)計與實現(xiàn)[D];黑龍江大學(xué);2019年

本文編號：2845731