單旋翼涵道風(fēng)扇式無(wú)人直升機(jī)的鐘擺控制技術(shù)研究.pdf

1、單旋翼涵道風(fēng)扇式無(wú)人直升機(jī)全機(jī)采用了對(duì)稱布局，其重量、慣量和氣動(dòng)特性等都保持對(duì)稱，因此使得其在飛行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生類似鐘擺的機(jī)體擺動(dòng)，鐘擺會(huì)嚴(yán)重影響飛行的穩(wěn)定性和偵察的準(zhǔn)確性等性能。本文通過(guò)直升機(jī)鐘擺現(xiàn)象的機(jī)理分析、建模、控制方法設(shè)計(jì)和仿真，對(duì)單旋翼涵道風(fēng)扇式無(wú)人直升機(jī)的鐘擺控制技術(shù)進(jìn)行了深刻的研究。 研究對(duì)象是一種采用單旋翼涵道風(fēng)扇式構(gòu)形的新型無(wú)人直升機(jī)，針對(duì)這種無(wú)人直升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和試飛實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了鐘擺現(xiàn)象的存在性問(wèn)題。

2、 分析了單旋翼涵道風(fēng)扇式無(wú)人直升機(jī)的構(gòu)形特點(diǎn)及其產(chǎn)生鐘擺現(xiàn)象的機(jī)理，根據(jù)其外特性抽象出了鐘擺的數(shù)學(xué)模型。基于所建立的鐘擺模型，設(shè)計(jì)了消除鐘擺的控制律。并制作了鐘擺的物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行鐘擺現(xiàn)象的復(fù)現(xiàn)和控制律的驗(yàn)證。 深入探討了單旋翼涵道風(fēng)扇式無(wú)人直升機(jī)的動(dòng)力學(xué)原理，結(jié)合其全量方程和線性化增量方程，推導(dǎo)出了其鐘擺模態(tài)的數(shù)學(xué)表示。介紹了無(wú)人直升機(jī)的耦合條件和采用不變性原理設(shè)計(jì)的無(wú)人直升機(jī)的解耦控制規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了其解耦條件下的姿態(tài)和位置