【摘 要】
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三自由度直升机具有典型的欠驱动、非线性、模型不确定因素与外部干扰作用明显等特点，作为机器人运动规划与鲁棒控制技术验证的理想平台，近年来得到较多知名研究机构的广泛关注。然而，由于目前缺乏完整和精确的动力学与执行机构模型，制约了该平台对先进规划与控制算法验证工作的支持。对此，本文针对编码器测角精度有限的三自由度直升机教学与科研平台，从多刚体系统的视角，开展三刚体动力学建模、多通道耦合动力学参数辨识、电
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（61773095，61973327）；
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三自由度直升机具有典型的欠驱动、非线性、模型不确定因素与外部干扰作用明显等特点，作为机器人运动规划与鲁棒控制技术验证的理想平台，近年来得到较多知名研究机构的广泛关注。然而，由于目前缺乏完整和精确的动力学与执行机构模型，制约了该平台对先进规划与控制算法验证工作的支持。对此，本文针对编码器测角精度有限的三自由度直升机教学与科研平台，从多刚体系统的视角，开展三刚体动力学建模、多通道耦合动力学参数辨识、电机—螺旋桨升力组件特性辨识、模型线性化处理与分析、模型特性验证等全链条工作，最终获得了可以直接服务基于模型控制设计的benchmark模型，并从模型描述平台特性的完整性和精确性方面，开展了大量对比实验。基于该benchmark模型，设计并实验验证了两个“前馈+LQR 反馈”角轨迹跟踪控制器，获得的角轨迹跟踪控制精度水平可作为其它高精度算法的对标对象。
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