基于非线性模型的无人直升机自动飞行控制方法研究

被引量 : 0次 | 上传用户:blueuser
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无人直升机因其独特的飞行特点而具有日益重要的军事和民用价值。小型无人直升机加载自动飞行控制系统以后可以实现超视距飞行,能够完成许多常规飞行器所不能完成的任务。研究开发无人直升机自主飞行控制系统具有非常重要的现实意义,然而由于无人直升机本身是一个典型的不稳定、强耦合、时变的非线性系统,开发无人直升机自主飞行控制系统一直是一个颇具挑战性的任务。针对当前飞行控制研究中存在的问题,以一款单旋翼带尾桨式微型航模直升机(“雷虎90”)为研究对象,设计出一套融合了状态相关黎卡提方程(SDRE)和非线性前馈补偿技术的控制算法,并进行了试飞验证。论文的主要工作如下:1. SDRE控制理论研究对SDRE控制方法做理论方面的系统阐述。针对目前SDRE研究的三个重点方向,即全状态反馈理论、非线性观测器和SDRE的数值解给出了研究成果。2.无人直升机非线性数学建模及特性分析根据表征直升机运动的三大组成部分(主旋翼挥舞、姿态运动和轨迹运动)状态变化速率差异很大的现实情况,将无人直升机整体非线性数学模型进行分解,对主旋翼挥舞、姿态运动和轨迹运动分别建模,得出一组适用于SDRE控制的仿射非线性规范模型,并对模型中影响状态变量运动的主、次要因素进行数值分析,证明了规范模型的合理性。3.无人直升机姿态控制器设计对SDRE方法在理论方面进行拓展,结合李亚普诺夫稳定性理论设计出能够实现全局渐近稳定的SDRE姿态控制器,给出了证明过程和姿态控制系统结构框图。另外,还对非线性前馈补偿技术、主旋翼转速(Ω)和主旋翼挥舞角( a f ,b f)的在线估计问题进行了研究,给出了仿真研究结果。4.无人直升机轨迹控制器设计运用SDRE方法结合非线性前馈补偿技术设计了三轴速度( u , v ,w)控制器,给出速度控制系统结构框图。由于速度控制实现了解耦,三维坐标位置(x,y,z)的控制采用传统PID方法。仿真结果证明了控制器的有效性。5.控制器性能试飞验证在已有理论研究和仿真分析成果的基础上,开发了无人直升机自主飞行控制系统硬件平台并进行了实际飞行。对采集到的飞行数据进行数值分析以进一步验证控制器的整体性能,得出了姿态控制的实际性能指标。
其他文献
知识经济全球化背景下,科学技术日新月异,高等教育与科技、经济一体化的趋势日益明显,世界一流大学对于我国创新型国家建设和经济社会发展具有重要现实意义。建设世界一流的
<正>(二等奖)【兰】乙丑年春,吾逾而立,两耳杂扰,芹宫复采。入省"电大",择"档案学"而读。随意之举,却安身立命,结缘兰台,颇偶然。映月三冬学,鸡鸣五更眠。才疏恐半豹惟笨鸟先
期刊
作为热轧带钢产品的重要品种之一,管线钢具有高强度、高韧性、高止裂性、低的包申格效应和良好的焊接性能,广泛应用于石油、天然气运输行业。管线钢轧后冷却过程中微观组织演变
本文针对窖水水质问题,在实践应用研究中,充分利用生物慢滤技术及家用型生物慢滤装置系统,通过分析家用型生物慢滤装置系统对窖水水质处理的效果与机理,确定装置生物膜成长周期和
<正>随着我国经济发展和开放度的提高,境内外关联公司间的跨境资金流动日益频繁,交易规模和范围不断扩大。此举能够满足融资和避险等实际需求,有利于促进投资贸易便利化,提高
残疾人是社会的弱势群体,为了保证其权益的正常发挥,必须借助良性的社会支持网络。为此,在界定我国残疾人的社会支持网络概念和内容的基础上,探讨了不同的社会支持网络与残疾
企业慈善捐赠是企业出于人道主义动机,资助慈善事业的社会活动。目前,我国企业慈善捐赠立法上存在一些缺失,主要包括:企业慈善捐赠属性无法律依据、立法上缺乏对捐赠企业及受
《心理访谈》是中央电视台社会与法频道于2004年年底推出的一档谈话节目,它是全国第一档以现场个案访谈为电视表现形式的心理栏目。在七年多的发展过程中,它逐步摸索出一条适合
2007年7月4日至5日,江西省召开全江西省企业国有产权管理工作会议,江西省国资委副主任张启元在会上提出,要大力推进全省集中统一的产权市场建设,规范国有产权交易行为。 Fro
坦克火炮的瞄准精度是衡量其火力系统性能的重要指标,基于军工产品需求,设计了一种新型的检校系统,用坦克瞄准线和坦克火炮轴线在坦克水平面内的平行度误差表示坦克火炮的瞄