【摘 要】
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倾转旋翼飞行器是一种独特的飞行器,它既可以像普通螺旋桨飞机一样快速的向前飞行,又可以像直升机一样垂直起降和悬停。由于飞行控制问题是研究倾转旋翼飞行器的关键,因此本
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倾转旋翼飞行器是一种独特的飞行器,它既可以像普通螺旋桨飞机一样快速的向前飞行,又可以像直升机一样垂直起降和悬停。由于飞行控制问题是研究倾转旋翼飞行器的关键,因此本论文运用QFT和PID相结合的方法对无人倾转旋翼飞行器飞行控制律做了一定的研究。首先,在倾转旋翼飞行器非线性飞行动力学模型的基础上,分别对直升机模式、倾转过渡模式以及飞机模式进行配平计算,并基于“小扰动假设”对其运动方程进行线性化,然后对飞行器的稳定性和操纵性作分析,为控制律设计奠定基础;分析倾转旋翼飞行器各操纵面的操纵功效,获得倾转旋翼飞行器在不同飞行模式下的操纵分配策略,进而确定合理的过渡转换路径。其次,因为倾转旋翼飞行器控制的复杂性,因此运用QFT方法来设计倾转旋翼飞行器在三种飞行模式下的内回路(姿态角速率回路)控制器和滤波器,保证内回路具有良好的抗干扰和解耦性能,以提高系统的稳定性;运用经典PID控制理论来设计飞行器的外回路(姿态回路、速度回路)控制器;在全模式非线性条件下对倾转旋翼飞行器进行仿真,验证设计的全模式控制律。最后,针对倾转过渡模式下舵面出现故障时,用基于QFT方法设计冗余舵面的控制律。分析故障模型,研究纵向通道发生故障情况下的控制重构问题,并在全模式非线性模型中进行验证,保证倾转旋翼飞行器在出现故障后仍能按照预期完成任务。
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