小型無(wú)人直升機(jī)數(shù)學(xué)建模與仿射模型控制器設(shè)計(jì).pdf

1、和固定翼飛機(jī)相比，直升機(jī)旋翼的動(dòng)力學(xué)特性要復(fù)雜多。至此為止，也沒(méi)有完整的帶旋翼直升機(jī)動(dòng)力風(fēng)洞吹風(fēng)數(shù)據(jù)。要實(shí)現(xiàn)直升機(jī)實(shí)時(shí)仿真，需要對(duì)直升機(jī)進(jìn)行飛行動(dòng)力學(xué)建模并進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。
　　 本文開(kāi)發(fā)了一個(gè)最小復(fù)雜程度的六自由度無(wú)人直升機(jī)解析動(dòng)力學(xué)模型，此數(shù)學(xué)模型基于剛體動(dòng)力學(xué)方程，分析了典型狀態(tài)下受力情況,且簡(jiǎn)化了主要部件的空氣動(dòng)力計(jì)算方法，使得在缺少試驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下可以對(duì)無(wú)人直升機(jī)進(jìn)行近似受力計(jì)算。本文在MATLAB/SIMULINK仿真

2、環(huán)境中構(gòu)建了飛行仿真模型，利用Matlab中trim、linmod等函數(shù)對(duì)其進(jìn)行配平和線化處理，分析了直升機(jī)穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明所建的無(wú)人直升機(jī)數(shù)學(xué)模型能滿足控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真驗(yàn)證需要。
　　 論文針對(duì)所建數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)化導(dǎo)出一個(gè)三自由度數(shù)學(xué)模型和一個(gè)分段仿射（PWA）近似模型。設(shè)計(jì)了分段仿射控制器（PWA），在PWA近似模型期望閉環(huán)平衡點(diǎn)附近區(qū)域設(shè)計(jì)一個(gè)局部線性控制器，應(yīng)用分段正定李雅普諾夫函數(shù)證明閉環(huán)系統(tǒng)在整個(gè)非線性域內(nèi)穩(wěn)定。運(yùn)用