無人直升機(jī)懸停-小速度段的飛行控制律設(shè)計技術(shù)研究.pdf

1、無人直升機(jī)具有獨特的飛行能力,兼有無人機(jī)與直升機(jī)的共同優(yōu)點,具有重要的軍事和民用價值。懸停/小速度段是無人直升機(jī)應(yīng)用最廣的飛行區(qū)域,有效解決懸停/小速度段的飛行控制問題能夠增加無人直升機(jī)的飛行能力,提高試飛安全性。本文正是為了解決無人直升機(jī)懸停/小速度段飛行控制問題而進(jìn)行無人直升機(jī)懸停/小速度段控制技術(shù)研究。
　　 根據(jù)無人直升機(jī)懸停/小速度段的飛行特點,本文定義了懸停/小速度基本飛行模態(tài),結(jié)合不同模態(tài)的特點提出以位置控制為核心

2、的懸停/小速度段總體控制方案。對比研究了三種增穩(wěn)控制和四種位置控制,給出了不同控制方案的特性差異和應(yīng)用場合,為無人直升機(jī)懸停/小速度段的增穩(wěn)與位置控制方案的選取提供參考。詳細(xì)研究了比例、積分、微分和前饋補(bǔ)償控制在高度與航向控制中的作用,設(shè)計了基于PID反饋和前饋補(bǔ)償復(fù)合控制方法的高度與航向控制律。提出了無人直升機(jī)懸停/小速度段飛行模態(tài)的具體實現(xiàn)方案,實現(xiàn)了無人直升機(jī)懸停/小速度段飛行功能。
　　 根據(jù)“等效飛控”的開發(fā)思想,利用

3、RTOS32兼容WIN32多線程函數(shù)的特點實現(xiàn)了飛控軟件的等效開發(fā)與快速驗證環(huán)境,并將FlightGear開源飛行模擬軟件與仿真環(huán)境集成,實現(xiàn)無人直升機(jī)飛行功能仿真驗證。仿真結(jié)果表明飛行模態(tài)的實現(xiàn)方案是合理的,基于FlightGear內(nèi)置動力學(xué)模型的飛控功能仿真驗證方案是可行的。
　　 最后通過仿真和試飛對比了基于姿態(tài)角阻尼內(nèi)回路的位置控制和基于姿態(tài)角指令內(nèi)回路的位置控制,試飛與仿真結(jié)果是一致的,表明姿態(tài)角阻尼內(nèi)回路位置控制更適