直升机由于自身机动性好,灵活度高而被应用于军事任务和民事救援中,然而由于起落架结构形式的局限,导致直升机降落地点只能选择平坦或相对平坦的地面。因此,帮助直升机适应不同地形的自适应起落架成为当前直升机研究的重要方向。自适应起落架能够根据降落地形调节自身姿态,从而实现直升机在复杂地面降落,因此控制系统是自适应起落架适应不同降落地形的关键。然而目前自适应起落架控制系统存在着调节时间长、鲁棒性差、调节不准确等缺点。以设计调节精度高、鲁棒性好的自适应起落架控制系统为目标,对起落架结构设计、运动学分析、直升机降落流程规划、控制系统建立以及相关控制算法的研究等进行了探索,并最终进行了仿真与实验验证。主要工作如下。首先,根据直升机降落地形特点及起落架强度要求,提出一种基于平面六杆机构的自适应起落架,运用复数矢量法对起落架进行运动学分析,得出起落架电机转速与支腿末端位移之间的函数关系,同时得到支腿垂向位移运动范围及调整速度变化范围。其次,根据起落架降落过程中面对降落地形的特点,建立直升机不同的降落流程。选取相关硬件,完成自适应起落架控制系统的建立。同时根据自适应起落架控制系统的性能要求,制定了三层控制系统方案,完成了各硬件的驱动控制、起落架位置的闭环控制、传感器信号采集等软硬件模块的设计,提高控制系统控制效率,减少反应时间。然后,对控制系统策略进行研究,针对起落架降落过程中的不同阶段分别设计了基于纵向追踪法的预调节算法、基于惯性元件的水平控制算法。在调节过程中,为保证自适应起落架能准确的进行姿态调节,提高调节效率,增加控制系统的鲁棒性,采用模糊PID控制方法,运用模糊控制实时调节PID控制器的参数,使PID控制器根据误差及误差变化率的实际情况控制起落架距离调节的大小,提高起落架的收敛速度、稳定状态和控制精度,满足控制系统要求。最后,对自适应起落架进行降落仿真和实验,对仿真和实验结果进行分析。结果表明:所研究的自适应起落架控制系统能使直升机在复杂地面平稳降落,并且起落架调节时准确性高、鲁棒性强。该起落架控制系统扩大了直升机的应用范围,提高直升机降落安全系数,具有很高的应用潜力。