小型無人直升機(jī)姿態(tài)通道的模型辨識(shí)和控制.pdf

1、小型無人直升機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)諸如懸停、橫飛、垂直起降等獨(dú)特的飛行動(dòng)作，因而具有極大的軍事和民用價(jià)值。良好的應(yīng)用需要優(yōu)質(zhì)的控制，優(yōu)質(zhì)的控制需要精確的模型，然而，無人直升機(jī)自身獨(dú)特的構(gòu)造導(dǎo)致其動(dòng)力學(xué)模型的復(fù)雜性，因而對(duì)無人直升機(jī)進(jìn)行建模和控制具有較大的挑戰(zhàn)性。在直升機(jī)系統(tǒng)中，姿態(tài)通道是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，在本論文中將針對(duì)直升機(jī)的姿態(tài)通道的建模以及偏航通道的控制問題進(jìn)行研究。論文的主要內(nèi)容包括以下三個(gè)方面:
　　 (1).設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了

2、一個(gè)小型無人直升機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。首先，根據(jù)本論文的研究?jī)?nèi)容和實(shí)驗(yàn)性能需求，提出平臺(tái)設(shè)計(jì)的整體方案。然后，詳細(xì)地介紹了平臺(tái)中硬件設(shè)備的選擇及其功能，并完成了平臺(tái)中相應(yīng)軟件模塊的搭建。最后，通過該平臺(tái)測(cè)試了直升機(jī)系統(tǒng)輸入和其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)系，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的有效性，同時(shí)也為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 (2).完成了對(duì)無人直升機(jī)姿態(tài)通道的辨識(shí)。在懸浮狀態(tài)下，本文分別對(duì)直升機(jī)的俯仰、橫滾、偏航通道進(jìn)行了系統(tǒng)建模，針對(duì)偏航通道中可能出現(xiàn)飽和

3、的特殊情況，本文采用了切換模型來描述其動(dòng)態(tài)特性。然后，設(shè)計(jì)了直升機(jī)的辨識(shí)實(shí)驗(yàn)，并采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，接著在頻域下采用遺傳算法辨識(shí)了模型參數(shù)。最后，通過未參與辨識(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。對(duì)于偏航通道模型，通過和未考慮飽和時(shí)的模型進(jìn)行對(duì)比，證明了本文切換模型的準(zhǔn)確性;為證明本文辨識(shí)方法的有效性，將本文模型和最小二乘法辨識(shí)得到的模型進(jìn)行了對(duì)比。
　　 (3).完成了對(duì)無人直升機(jī)偏航角速度和航向角的控制。針對(duì)偏航角速度的控制問題，采用增