涵道共軸旋翼飛行器建模與驗(yàn)證.pdf

1、由于出色的懸停和低速飛行性能，旋翼飛行器一直是航空領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，然而出于力矩配平的需求，傳統(tǒng)旋翼飛行器的尺寸往往很大。近年來，逐漸興起的涵道共軸旋翼飛行器既具備旋翼飛行器的低速性能，又在尺寸上得到了精簡，因此吸引了很多研究者的目光。本文研究對(duì)象就是某型涵道共軸飛行器的驗(yàn)證機(jī)，主要工作就是對(duì)其進(jìn)行建模和模型驗(yàn)證。
　　首先，使用傳統(tǒng)的滑流和葉素理論，并綜合實(shí)驗(yàn)方法，建立涵道共軸飛行器的飛行動(dòng)力學(xué)模型，完成了Matlab/Simul

2、ink飛行動(dòng)力學(xué)仿真模型的構(gòu)建，通過配平和線化處理得到了相關(guān)狀態(tài)下的小擾動(dòng)線化模型，進(jìn)行了飛行控制律設(shè)計(jì)以及經(jīng)典科目仿真飛行。
　　其次，針對(duì)飛行器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。飛行控制系統(tǒng)包括了航電設(shè)備、飛控軟件和地面站系統(tǒng)。在模型估算結(jié)果基礎(chǔ)上，根據(jù)功率需求選取了電機(jī)、電調(diào)以及電源等設(shè)備，依據(jù)飛控系統(tǒng)對(duì)傳感器設(shè)備數(shù)據(jù)精度要求選取了IMU、GPS、高度計(jì)等傳感器設(shè)備。飛控計(jì)算機(jī)為自制產(chǎn)品，以STM32微型嵌入式處理器為核心，飛

3、控程序以PID算法為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了增穩(wěn)控制回路和姿態(tài)控制回路，實(shí)現(xiàn)了驗(yàn)證機(jī)穩(wěn)定的飛行控制。地面站系統(tǒng)以地面監(jiān)控軟件為核心，利用通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)了與空中飛行器平臺(tái)之間的地空數(shù)據(jù)交換，地面監(jiān)控軟件涉及信息監(jiān)視與指令操控兩部分，軟件采用C＃語言編寫，以模塊化編程設(shè)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)顯示、圖像記錄顯示、電子地圖、控制參數(shù)調(diào)試、指令發(fā)送等功能。
　　接著，進(jìn)行了飛控系統(tǒng)測試和飛控參數(shù)整定試驗(yàn)。通過靜態(tài)調(diào)試、系留試驗(yàn)和試飛實(shí)驗(yàn)層層遞進(jìn)的調(diào)試