無人直升機活塞式發(fā)動機控制技術(shù)研究.pdf

1、由于無人直升機兼顧有人直升機和固定翼無人機的飛行特點，具有廣泛應用領域和發(fā)展前景，因而無人直升機成為國內(nèi)外的研究熱點之一。發(fā)動機作為無人直升機的動力源，其動靜態(tài)性能將直接影響無人直升機的飛行品質(zhì)，發(fā)動機控制是飛行控制的前提與基礎，同時也是實現(xiàn)無人直升機自主飛行的關鍵技術(shù)之一。鑒于此，本文針對某小型無人直升機的發(fā)動機試車臺系統(tǒng)及其諸多控制問題，展開以建模、控制和仿真驗證為核心的無人直升機活塞式發(fā)動機控制技術(shù)研究。
　　本文首先利用平

2、均值法分析對進入氣缸的燃油和空氣量進行分析，分別建立了氣路模型、油路模型和燃燒模型；同時采用葉素法分析了旋翼槳葉的受力情況，得到旋翼的負載扭矩模型；最終由發(fā)動機動力學特性得到發(fā)動機轉(zhuǎn)速輸出模型。
　　控制律設計是發(fā)動機控制研究的一個重要環(huán)節(jié)，本文從常規(guī)控制、環(huán)境適應性控制和安全控制三個方面對發(fā)動機的控制進行研究。采用分段控制思想實現(xiàn)了發(fā)動機轉(zhuǎn)速的安全平滑過渡，并通過對總距、前飛速度與需用功率關系的理論分析，本文設計了前饋加反饋的復

3、合控制策略保證了額定工作時發(fā)動機轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定；在發(fā)動機模型的基礎上研究了發(fā)動機對環(huán)境的適應性控制技術(shù)，設計了溫度壓強前饋控制解決了發(fā)動機高原高溫時功率供應不足發(fā)動機啟動失敗問題，同時還設計了模糊自適應PID控制器實現(xiàn)環(huán)境變化時控制器參數(shù)的在線自整定；另外本文對發(fā)動機使用過程中可能出現(xiàn)的故障進行分析，從控制的角度研究發(fā)動機的安全問題，并制定了相應的安全控制策略。
　　最后，通過地面開車試驗和試飛試驗驗證了本文所設計的發(fā)動機控制策略能夠