無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行控制研究.pdf

1、傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)兼有直升機(jī)與螺旋槳飛機(jī)的飛行特點(diǎn),其飛行控制特別是傾轉(zhuǎn)過(guò)渡階段的飛行控制具有很大的難度。本文以小型無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)為研究對(duì)象,進(jìn)行了無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行控制技術(shù)的理論與試驗(yàn)研究,主要在無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的飛行動(dòng)力學(xué)建模、飛行控制律設(shè)計(jì)、微小型捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與飛行試驗(yàn)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,主要?jiǎng)?chuàng)新有:
　　(1)建立了無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)非線性飛行動(dòng)力學(xué)模型,得到了直升機(jī)飛行模式、傾轉(zhuǎn)過(guò)渡飛行模式、飛機(jī)飛行模式的全模式飛行操縱規(guī)

2、律與過(guò)渡轉(zhuǎn)換路徑。對(duì)非線性飛行動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了操縱響應(yīng)分析,得到了無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)不同飛行模式的耦合特性。為了簡(jiǎn)化非線性模型計(jì)算,對(duì)若干線性化飛行動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行綜合并模擬非線性飛行動(dòng)力學(xué)模型,獲得了具有一致性的操縱響應(yīng)。
　　(2)建立了無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的全模式飛行控制律。在直升機(jī)懸停與低速飛行模式,采用顯模型跟蹤控制技術(shù)進(jìn)行飛行控制律設(shè)計(jì);在傾轉(zhuǎn)過(guò)渡與飛機(jī)飛行模式,采用H回路成形魯棒控制技術(shù)進(jìn)行飛行控制律設(shè)計(jì),使控制系統(tǒng)具有良好的魯

3、棒穩(wěn)定性。采用多模型自適應(yīng)控制技術(shù)進(jìn)行全模式飛行控制律的切換設(shè)計(jì),以適應(yīng)無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)不同飛行模式的操縱特點(diǎn),仿真表明了該全模式飛行控制律切換策略的可行性。
　　(3)研制了用于小型無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的嵌入式飛行控制與捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng),主要包括微慣性傳感器與飛行控制計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、飛行控制軟件與地面測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)以及通信協(xié)議定制等。在懸停與低速飛行狀態(tài),采用角速率積分建立過(guò)程方程,構(gòu)造姿態(tài)估計(jì)卡爾曼濾波器,并推導(dǎo)出了速度、位置、高