新型涵道無人飛行器飛行控制策略研究.pdf

1、可變體涵道螺旋槳式無人飛行器，是一種可垂直起降、具有高低速飛行性能的雙構型涵道飛行器。該新型涵道無人飛行器擁有自主導航飛行能力，在軍民應用和科學研究方面有著極大的價值。
　　本文基于涵道飛行器低速構型，研究其飛行力學模型與飛行控制技術，設計實現(xiàn)其飛行控制系統(tǒng)，通過仿真驗證其飛行控制律的可行性和有效性，為今后此類飛行器的研究與發(fā)展奠定一定的理論基礎并積累一定的實踐經(jīng)驗。
　　首先，研究了涵道飛行器數(shù)學模型及其穩(wěn)定性。分析該涵道

2、飛行器的結構與布局特點，根據(jù)空氣動力學及運動學原理建立其非線性數(shù)學模型，并基于小擾動線性化原理獲取線性模型以及吹風實驗數(shù)據(jù)，分析其氣動導數(shù)、穩(wěn)定性與耦合性，為該涵道飛行器飛行控制律的設計奠定理論依據(jù)。
　　其次，研究了涵道飛行器基本飛行控制策略。設計了解耦控制器、增穩(wěn)控制回路、姿態(tài)控制回路、前/側飛速度控制回路、位置控制回路以及高度控制回路，完成各通道控制律設計，并仿真驗證其有效性。根據(jù)各通道控制回路，設計涵道飛行器定點懸停、直線

3、前飛與協(xié)調(diào)轉彎模態(tài)，并整合自主飛行航跡控制模式，解決航跡控制中的模態(tài)轉換問題。
　　再次，針對涵道飛行器姿態(tài)控制中氣動參數(shù)不確定性問題，提出了利用雙模型構造涵道飛行器強跟蹤自適應控制器，具有將模型強跟蹤和自適應控制律參數(shù)設計相分離的優(yōu)點，實現(xiàn)了提高自適應參數(shù)修正過程的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度和降低模型跟蹤誤差的目的，試驗結果驗證了該方法的有效性和可行性。
　　最后，設計并實現(xiàn)了涵道飛行器飛行控制系統(tǒng)。根據(jù)該系統(tǒng)硬件資源配置的需求，設計了