無人機速度與姿態(tài)角瞬態(tài)控制技術(shù)研究.pdf

1、飛行控制系統(tǒng)對外部指令信號的響應(yīng)瞬態(tài)與響應(yīng)穩(wěn)態(tài)都會直接影響飛行器的飛行安全和完成飛行任務(wù)的效能。然而,由于飛行控制系統(tǒng)的模型具有高階性、非線性性等特點,這就為無人機速度和俯仰角響應(yīng)瞬態(tài)特性的分析與有效控制帶來難度。為此,本論文針對無人機的飛行速度和俯仰角的瞬態(tài)控制問題,借助于全局坐標(biāo)變換、反饋線性化等非線性系統(tǒng)控制技術(shù),研究具有高階、多輸入多輸出、非線性等特性的飛控系統(tǒng)的響應(yīng)瞬態(tài)分析與控制問題。
　　更具體地,本文的主要研究內(nèi)容如

2、下:
　　1、分析六自由度固定翼無人機運動學(xué)和動力學(xué)模型的高階和非線性等特性。在特定假設(shè)條件下,根據(jù)無人機速度和俯仰角跟蹤控制問題的需要,獲得兩種簡化模型:1)解耦的速度控制模型(三階積分鏈模型)和俯仰角控制模型(四階積分鏈模型);2)速度控制和俯仰角控制耦合的雙輸入雙輸出(DIDO)非線性控制模型。
　　2、基于SISO積分鏈模型的速度/俯仰角的瞬態(tài)控制算法的研究。對于無人機速度的三階積分鏈模型和俯仰角的四階積分鏈模型提出

3、一種瞬態(tài)控制算法,確保系統(tǒng)輸出跟蹤單調(diào)收斂,并且零超調(diào)。
　　3、基于DIDO非線性模型的速度和俯仰角的瞬態(tài)控制算法的研究。對于這樣一種多變量的非線性系統(tǒng),一方面基于小擾動線性化原理對該非線性模型進(jìn)行線性化,然后針對線性化之后的模型設(shè)計控制律,另一方面直接針對多變量非線性模型,借助于全局坐標(biāo)變換、反饋線性化等非線性控制技巧進(jìn)行控制律的設(shè)計,確保無人機速度和俯仰角都可以無超調(diào)并且單調(diào)地跟蹤各自給定的指令信號(參考信號)。