傳統(tǒng)固定翼無(wú)人機(jī)受起降設(shè)施限制,旋翼無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間短,尾坐式無(wú)人機(jī)融合了兩者的優(yōu)勢(shì),既能進(jìn)行垂直起降,又能擁有水平巡航能力,具有較長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間。尾坐式無(wú)人機(jī)在國(guó)內(nèi)外已受到廣泛關(guān)注,在軍用和民用領(lǐng)域都有很高的研究?jī)r(jià)值。尾坐式飛行器飛行過程中具有三種典型的飛行狀態(tài):垂向飛行狀態(tài)、過渡轉(zhuǎn)換飛行狀態(tài)和水平巡航飛行狀態(tài)。本文開展了尾坐式飛行器在不同飛行狀態(tài)條件下的數(shù)學(xué)模型搭建和控制器設(shè)計(jì)相關(guān)研究。由于尾坐式飛行器控制的難點(diǎn)在于特殊的飛行模式和過渡過程,水平巡航模式與固定翼飛行器相同,因此本文主要針對(duì)前兩種飛行模式進(jìn)行研究。首先對(duì)尾坐式飛行器的構(gòu)型和原理進(jìn)行分析,建立了基于垂向歐拉角和水平歐拉角的尾坐式飛行器數(shù)學(xué)模型,避免了在垂向飛行模式下水平歐拉角的奇異性;將垂向飛行模式下的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解耦化簡(jiǎn),設(shè)計(jì)高度和姿態(tài)PID控制器,并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。其次,對(duì)尾坐式飛行器過渡轉(zhuǎn)換飛行狀態(tài)建立了以航跡角為調(diào)度參數(shù)的LPV模型。使用基于增益調(diào)度的方法,在過渡轉(zhuǎn)換過程中選取一組工作點(diǎn)作為增益調(diào)度切換工作點(diǎn),在每個(gè)工作點(diǎn)上分別使用LQR和混合靈敏度方法設(shè)計(jì)局部控制器,將這些局部工作點(diǎn)以航跡角作為調(diào)度參數(shù)建立增益調(diào)度...

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.3 尾坐式飛行器建模與控制算法研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 尾坐式飛行器飛行原理分析及其建模
    2.1 坐標(biāo)系定義
    2.2 尾坐式飛行器結(jié)構(gòu)
    2.3 飛行器數(shù)學(xué)模型及其仿真模型搭建
        2.3.1 尾坐式飛行器數(shù)學(xué)模型
        2.3.2 尾坐式飛行器非線性仿真模型
    2.4 數(shù)學(xué)模型的解耦以及線性化
    2.5 本章小結(jié)
第三章 垂向飛行模式下的高度控制器設(shè)計(jì)
    3.1 垂向歐拉角模型控制回路解耦
    3.2 垂向飛行高度控制器設(shè)計(jì)仿真
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于增益調(diào)度技術(shù)的過渡轉(zhuǎn)換控制器設(shè)計(jì)
    4.1 過渡轉(zhuǎn)換飛行的過程以及建模
        4.1.1 非線性模型
        4.1.2 線性變參數(shù)模型
    4.2 增益調(diào)度LQR過渡轉(zhuǎn)換控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 增益調(diào)度LQR過渡控制器設(shè)計(jì)
        4.2.2 增益調(diào)度LQR過渡控制仿真
    4.3 增益調(diào)度H∞混合靈敏度控制器設(shè)計(jì)
        4.3.1 系統(tǒng)靈敏度
        4.3.2 混合靈敏度過渡控制器設(shè)計(jì)
        4.3.3 增益調(diào)度混合靈敏度過渡控制器垂平過渡仿真
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于保護(hù)映射理論的過渡轉(zhuǎn)換控制器設(shè)計(jì)
    5.1 保護(hù)映射理論簡(jiǎn)介
    5.2 保護(hù)映射計(jì)算的相關(guān)數(shù)學(xué)工具
    5.3 保護(hù)映射的定義及性質(zhì)
    5.4 基于保護(hù)映射理論的矩陣集穩(wěn)定性分析
    5.5 應(yīng)用保護(hù)映射的單調(diào)度變量系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)算法
    5.6 基于保護(hù)映射的H∞控制器設(shè)計(jì)
    5.7 控制器仿真驗(yàn)證
    5.8 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3879178