傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器短艙傾轉(zhuǎn)過(guò)程控制技術(shù)研究.pdf

1、傾轉(zhuǎn)四旋翼無(wú)人機(jī)是一種新型無(wú)人機(jī)，它結(jié)合了直升機(jī)垂直方向起落的特點(diǎn)以及固定翼渦輪飛機(jī)巡航速度快，航程遠(yuǎn)的特點(diǎn)，不僅對(duì)飛行場(chǎng)地的要求大大降低，而且還能夠在大的載重量的情況下在更大的范圍內(nèi)飛行，這也是近些年來(lái)人們將目光逐漸轉(zhuǎn)移到這類新型飛機(jī)上的原因。但是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度并不是兩種飛機(jī)難度的簡(jiǎn)單相加，由于其具有四個(gè)旋翼，并且存在各種干擾和耦合，那么對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)難度將是空前巨大的。本文在小型傾轉(zhuǎn)四旋翼無(wú)人機(jī)模型上對(duì)短艙傾轉(zhuǎn)階段的控制系統(tǒng)

2、進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。
　　首先要明確傾轉(zhuǎn)四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行原理，即在從垂直起飛模式進(jìn)入到短艙傾轉(zhuǎn)過(guò)渡階段最后到平飛階段的相互轉(zhuǎn)換，并給出在垂直起飛模式和短艙傾轉(zhuǎn)模式調(diào)整無(wú)人機(jī)俯仰，滾轉(zhuǎn)和偏航姿態(tài)的操縱方案與策略，根據(jù)操縱策略確定無(wú)人機(jī)的速度和短艙傾轉(zhuǎn)角的過(guò)渡走廊曲線。
　　然后對(duì)傾轉(zhuǎn)四旋翼無(wú)人機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行建立，首先在單個(gè)螺旋槳的情況下進(jìn)行受力分析，接著對(duì)無(wú)人機(jī)的整體進(jìn)行受力分析，并在機(jī)體坐標(biāo)系，速度坐標(biāo)系和地面坐標(biāo)系下進(jìn)行動(dòng)力

3、學(xué)方程和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的推導(dǎo)。
　　接著通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定無(wú)刷電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及舵機(jī)的傳遞函數(shù)，并利用多回路的方法對(duì)直升機(jī)階段和短艙傾轉(zhuǎn)階段的控制律進(jìn)行設(shè)計(jì)。在對(duì)直升機(jī)模式的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用經(jīng)典超前校正法，短艙傾轉(zhuǎn)階段由于參數(shù)變化，因此采取模糊PID控制方法。并分別進(jìn)行仿真，滿足系統(tǒng)要求。
　　最后選取主控制器ADuC7026以及各種傳感器和執(zhí)行器硬件，并進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)。在Keil編譯環(huán)境下對(duì)控制律以及各種接口的程序進(jìn)行編寫(xiě)。對(duì)陀螺