無人直升機控制方法研究及飛行模擬系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、與固定翼飛機相比,無人直升機具有很多獨特的功能,例如垂直起降、低速巡航、定點懸停等,因而,在許多環(huán)境極其惡劣的情況下能夠替代人完成很多復(fù)雜而又危險的任務(wù)。當今直升機已在軍用和民用中都已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用,在軍用領(lǐng)域中的偵查敵情、電子對抗、信息攻擊、精確打擊等;而民用中的應(yīng)用更是涉及到各個領(lǐng)域,地震災(zāi)區(qū)生命搜索、森林火災(zāi)檢測、電力線巡檢、航拍攝影、空中信號中繼等,隨著直升機技術(shù)和性能的不斷提高,其應(yīng)用范圍還在不斷擴大。近些年來,無人機

2、領(lǐng)域的研究更是迅猛發(fā)展,很多的研究機構(gòu)和大學都在致力于無人機自主飛行控制的研究,也取得了一定的成果。但由于直升機系統(tǒng)是一個多輸入輸出系統(tǒng),并且各個通道之間高度耦合,飛行模態(tài)多變,因此是一個非線性的不穩(wěn)定系統(tǒng),此外,直升機常飛行在惡劣的環(huán)境中,包括飛鳥、電力線、陣風等各種擾動因素,這給無人直升機的自主飛行控制帶來了極大的挑戰(zhàn),上述的這些因素給無人直升機的應(yīng)用帶來巨大的障礙,因此有必要對無人直升機的自主飛行控制做進一步的研究。
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3、論文主要是開展基于模型的飛行控制方法的研究,對控制器的設(shè)計提供理論依據(jù)和仿真平臺,使更多的控制算法在工程實踐之前得到理論的驗證,提高了控制器的設(shè)計效率并降低了實驗中的危險系數(shù)。論文解決了以下幾方面的問題:從直升機的結(jié)構(gòu)和空氣動力學的角度出發(fā),以第一性建模方法確定了直升機在懸停模態(tài)下的微分方程,并通過小擾動線性化得到了狀態(tài)空間模型;利用相干分析法的頻域辨識技術(shù)確定模型中的未知參數(shù);設(shè)計了基于PID+FUZZY的定點懸?？刂扑惴?并在MAT