涵道風(fēng)扇無人機(jī)懸停狀態(tài)姿態(tài)控制器設(shè)計.pdf

1、涵道風(fēng)扇無人機(jī)是一種新型的飛行器，具備垂直起降、懸停和前飛的能力，應(yīng)用前景非常廣闊。懸停狀態(tài)是該類無人機(jī)的一種主要的工況，而且還是實現(xiàn)前飛的基礎(chǔ)。針對涵道風(fēng)扇無人機(jī)的懸停狀態(tài)設(shè)計姿態(tài)控制器，對于解決靜穩(wěn)定性較差問題是非常有必要。通過引入模型參考自適應(yīng)控制可以有效抑制姿態(tài)模型中的參數(shù)不確定性對姿態(tài)控制效果的影響，實現(xiàn)良好的姿態(tài)控制效果。
　　本文主要對涵道風(fēng)扇無人機(jī)的懸停狀態(tài)進(jìn)行姿態(tài)控制器設(shè)計。首先分析涵道風(fēng)扇無人機(jī)控制方法研究的現(xiàn)

2、狀，選擇模型參考自適應(yīng)控制方法對涵道風(fēng)扇無人機(jī)進(jìn)行姿態(tài)控制器設(shè)計。其次對涵道風(fēng)扇無人機(jī)的懸停狀態(tài)進(jìn)行建模，經(jīng)簡化后得到線性化模型，并定量分析模型中存在的不確定性，指出參數(shù)不確定性為主要的不確定性因素。再次，分別對涵道風(fēng)扇無人機(jī)設(shè)計常規(guī)PID姿態(tài)控制器和模型參考自適應(yīng)姿態(tài)控制器，并著重解決模型參考自適應(yīng)控制器中存在的舵機(jī)飽和非線性和解耦控制器受參數(shù)不確定性影響的問題。最后，在參數(shù)不確定性取邊界值時比較常規(guī)PID控制器和模型參考自適應(yīng)控制器

3、的姿態(tài)控制效果，并比較常規(guī)PID控制器和模型參考自適應(yīng)控制器所能允許的最大的參數(shù)不確定性范圍。
　　通過研究得到以下結(jié)論：1）模型參考自適應(yīng)控制器比常規(guī)PID控制器具有更強(qiáng)自適應(yīng)性，參數(shù)不確定性取邊界值時，常規(guī)PID控制器的控制效果會一直受參數(shù)不確定性的影響，而模型參考自適應(yīng)控制器可以使系統(tǒng)的輸出性能指標(biāo)很快恢復(fù)到設(shè)計的理想值，參數(shù)不確定性的影響很快就得到抑制；2）模型參考自適應(yīng)控制器比常規(guī)PID控制器具有更強(qiáng)魯棒性，可以允許模型