小型高速無人機橫側(cè)向控制律設(shè)計與研究.pdf

1、小型高速無人機橫側(cè)向控制存在兩大難點，一是橫側(cè)向轉(zhuǎn)動慣量Ixx過小，滾轉(zhuǎn)運動頻率很快，滾轉(zhuǎn)控制難度大；二是無人機體積小，無法安裝姿態(tài)傳感器垂直陀螺，導致橫側(cè)向控制時無法獲得滾轉(zhuǎn)角信號。針對小型高速無人機橫側(cè)向控制的難點，本文對某小型高速無人機的橫側(cè)向控制律進行了設(shè)計與研究。
　　首先，建立了樣例無人機的數(shù)學模型，并分析了其橫側(cè)向操穩(wěn)特性與模態(tài)特性，重點分析了樣例無人機由于橫側(cè)向轉(zhuǎn)動慣量Ixx過小所表現(xiàn)出的與常規(guī)無人機不同的橫側(cè)向特

2、性，為橫側(cè)向控制律設(shè)計打下了基礎(chǔ)。
　　其次，針對樣例無人機滾轉(zhuǎn)控制難度大的特點，設(shè)計了全配置橫側(cè)向控制律。全配置橫側(cè)向控制律包括常規(guī)的基于滾轉(zhuǎn)角速率阻尼內(nèi)回路的控制律和本文提出的基于滾轉(zhuǎn)角速率指令內(nèi)回路的控制律。通過分析比較，證明了基于滾轉(zhuǎn)角速率指令內(nèi)回路的橫側(cè)向控制律更適合于小型高速無人機的橫側(cè)向控制。
　　再次，針對樣例無人機橫側(cè)向控制時無法獲得滾轉(zhuǎn)角信號的難點，設(shè)計了基于滾轉(zhuǎn)角速率指令內(nèi)回路的簡化配置橫側(cè)向控制律。簡