扇翼飛行器飛行控制器設計研究.pdf

1、扇翼飛行器是近年來發(fā)展起來的一種新型大載荷、高效能、低速飛行器，在機翼上安裝風扇吹氣裝置，將升力和推力結(jié)合起來，大大提高了飛行器的飛行效率，在民用和軍事上都具有很高的應用價值。本文以扇翼飛行器為研究對象，開展了如下研究工作：
　　首先，闡述了扇翼飛行器以及無人機飛行控制器在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了扇翼飛行器與常規(guī)固定翼飛行器、旋翼飛行器的異同點，并總結(jié)出在某些應用場合下，扇翼飛行器表現(xiàn)出更高的效率與應用價值。
　　其次，分析

2、扇翼飛行器的結(jié)構(gòu)組成及其增升原理，借鑒常規(guī)固定翼飛行器的建模方法，建立扇翼飛行器縱向/橫側(cè)向方程組；在不失主導作用的情況下，使用小擾動方法對建立的非線性方程組進行線性化處理，得到線性化方程組，運用計算流體力學方法得到方程組中的各氣動導數(shù)；針對建立的線性模型，開展控制研究，并在Matlab/Simulink環(huán)境下進行仿真驗證實驗，實驗結(jié)果表明所設計的控制律有效。
　　然后，根據(jù)扇翼飛行器飛行控制器（Fan-wing Flight C

3、ontroller，F(xiàn)WFC）的總體要求，確立了FWFC的總體設計方案，研究并闡述了各主要器件的技術參數(shù)；根據(jù)模塊化設計思想，設計了基于ARM的FWFC的硬件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)主要包括微控制器最小系統(tǒng)模塊、慣性測量單元模塊、磁傳感器模塊、高度計模塊、RS-232接口模塊等，完成控制器的PCB繪制及各功能電路的測試，硬件系統(tǒng)工作正常。
　　最后，設計開發(fā)了FWFC系統(tǒng)軟件的各功能模塊，采用模塊化設計思想保證了整個軟件系統(tǒng)可維護、可擴展、