涵道風扇無人機懸停狀態(tài)姿態(tài)控制器設計.pdf

1、涵道風扇無人機是一種新型的飛行器，具備垂直起降、懸停和前飛的能力，應用前景非常廣闊。懸停狀態(tài)是該類無人機的一種主要的工況，而且還是實現(xiàn)前飛的基礎。針對涵道風扇無人機的懸停狀態(tài)設計姿態(tài)控制器，對于解決靜穩(wěn)定性較差問題是非常有必要。通過引入模型參考自適應控制可以有效抑制姿態(tài)模型中的參數(shù)不確定性對姿態(tài)控制效果的影響，實現(xiàn)良好的姿態(tài)控制效果。
　　本文主要對涵道風扇無人機的懸停狀態(tài)進行姿態(tài)控制器設計。首先分析涵道風扇無人機控制方法研究的現(xiàn)

2、狀，選擇模型參考自適應控制方法對涵道風扇無人機進行姿態(tài)控制器設計。其次對涵道風扇無人機的懸停狀態(tài)進行建模，經(jīng)簡化后得到線性化模型，并定量分析模型中存在的不確定性，指出參數(shù)不確定性為主要的不確定性因素。再次，分別對涵道風扇無人機設計常規(guī)PID姿態(tài)控制器和模型參考自適應姿態(tài)控制器，并著重解決模型參考自適應控制器中存在的舵機飽和非線性和解耦控制器受參數(shù)不確定性影響的問題。最后，在參數(shù)不確定性取邊界值時比較常規(guī)PID控制器和模型參考自適應控制器

3、的姿態(tài)控制效果，并比較常規(guī)PID控制器和模型參考自適應控制器所能允許的最大的參數(shù)不確定性范圍。
　　通過研究得到以下結論：1）模型參考自適應控制器比常規(guī)PID控制器具有更強自適應性，參數(shù)不確定性取邊界值時，常規(guī)PID控制器的控制效果會一直受參數(shù)不確定性的影響，而模型參考自適應控制器可以使系統(tǒng)的輸出性能指標很快恢復到設計的理想值，參數(shù)不確定性的影響很快就得到抑制；2）模型參考自適應控制器比常規(guī)PID控制器具有更強魯棒性，可以允許模型