本文關(guān)鍵詞：某小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機飛行控制系統(tǒng)設計與仿真

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【摘要】：本文的內(nèi)容主要有兩部分:建立小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機的非線性飛行動力學數(shù)學模型和設計小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機傾轉(zhuǎn)過渡過程的控制系統(tǒng)。首先基于葉素理論建立小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機旋翼氣力動模型,結(jié)合風洞試驗數(shù)據(jù)建立機翼、機身、平尾和垂尾等部件的氣力動模型,將各部分氣動力模型組合成完整的傾轉(zhuǎn)旋翼機非線性飛行動力學模型。通過模型配平分析求出小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機短艙傾角-速度飛行包線。基于小擾動理論線化非線性模型,分析小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機的穩(wěn)定性和操縱性。設計一條由直升機模式過渡到飛機模式的傾轉(zhuǎn)軌跡。根據(jù)線化模型利用H∞回路成形魯棒控制方法設計小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機姿態(tài)控制律,將傾轉(zhuǎn)包線劃分成幾個控制區(qū)域,在姿態(tài)控制律基礎上用PID控制方法設計速度回路控制律,提出不同區(qū)域控制器切換策略,完成小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機全包線姿態(tài)控制、速度控制和傾轉(zhuǎn)過渡過程的非線性仿真。
【關(guān)鍵詞】：傾轉(zhuǎn)旋翼機 飛行力學建模 H∞回路成形控制 傾轉(zhuǎn)過渡 非線性仿真
【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】：2015
【分類號】：V249.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-15
• 第一章 緒論15-24
• 1.1 研究的意義和目的15
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展概況15-19
• 1.3 飛行力學建模19-21
• 1.4 飛行控制21-22
• 1.5 論文研究內(nèi)容22-24
• 第二章 飛行力學建模分析24-39
• 2.1 引言24
• 2.2 模型假設24-25
• 2.3 操縱原理和混合操縱模型25-27
• 2.4 小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機重心位置27-28
• 2.5 旋翼氣動28-31
• 2.6 機翼氣動31-35
• 2.6.1 滑流區(qū)的機翼氣動力33-34
• 2.6.2 機翼自由流區(qū)氣動34-35
• 2.7 機身氣動35-36
• 2.8 平尾氣動36
• 2.9 垂尾氣動36-37
• 2.10 機體運動方程37-38
• 2.11 本章小結(jié)38-39
• 第三章 無人傾轉(zhuǎn)旋翼機配平計算和特性分析39-54
• 3.1 引言39-40
• 3.2 無人傾轉(zhuǎn)旋翼機配平計算40-42
• 3.3 無人傾轉(zhuǎn)旋翼機配平結(jié)果分析42-44
• 3.4 無人傾轉(zhuǎn)旋翼機穩(wěn)定性分析44-47
• 3.5 無人傾轉(zhuǎn)旋翼機響應分析47-51
• 3.5.1 零輸入響應分析47-49
• 3.5.2 操縱響應分析49-51
• 3.6 無人傾轉(zhuǎn)旋翼機傾轉(zhuǎn)軌跡分析51-53
• 3.7 本章小結(jié)53-54
• 第四章 H∞回路成形控制理論及其在姿態(tài)控制上的應用54-73
• 4.1 引言54
• 4.2 H∞回路成形魯棒控制基本概念54-58
• 4.2.1 H∞范數(shù)54-55
• 4.2.2 小增益定理55-56
• 4.2.3 互質(zhì)分解56-57
• 4.2.4 系統(tǒng)不確定性57-58
• 4.3 H∞回路成形基本理論58-63
• 4.3.1 常見的閉環(huán)系統(tǒng)性能目標及其含義58-59
• 4.3.2 基于互質(zhì)分解的H∞回路成形方法59-62
• 4.3.3 回路成形權(quán)函數(shù)選擇62-63
• 4.4 小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機姿態(tài)控制律設計63-71
• 4.4.1 H∞回路成形姿態(tài)控制64-67
• 4.4.2 顯模型跟蹤姿態(tài)控制67-68
• 4.4.3 基于動態(tài)逆姿態(tài)控制68-69
• 4.4.4 三種控制方法的比較69-71
• 4.5 本章小結(jié)71-73
• 第五章 H∞回路成形傾轉(zhuǎn)旋翼機全包線控制73-81
• 5.1 引言73
• 5.2 控制區(qū)間劃分73-74
• 5.3 控制器切換74-76
• 5.3.1 控制器在回路中的位置74-75
• 5.3.2 控制器切換方法75-76
• 5.3.3 執(zhí)行器抗飽和方法76
• 5.4 傾轉(zhuǎn)旋翼機全包線速度控制律設計與傾轉(zhuǎn)過渡仿真76-80
• 5.4.1 全包線速度控制律設計76-78
• 5.4.2 傾轉(zhuǎn)過渡仿真78-80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 第六章 總結(jié)與展望81-83
• 6.1 工作總結(jié)81
• 6.2 研究展望81-83
• 參考文獻83-87
• 致謝87-88
• 在學期間發(fā)表的學術(shù)論文88-89
• 附錄A 小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機基本參數(shù)89-90
• 附錄B90-93

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本文編號：647083