無人直升機建模與控制技術研究.pdf

1、本論文以南京航空航天大學與中國直升機設計研究所合作研制的U8無人直升機為背景，研究無人直升機建模與自主飛行控制的關鍵技術。
　　 由于直升機的高階、不穩(wěn)定、非線性、強耦合和高不確定性特點，建立較為準確的直升機動力學模型具有相當大的難度。論文根據(jù)三種直升機模型：相對簡單的動量模型、相對復雜的葉素模型和FLIGHTLAB模型，提出了直升機綜合建模的思想，并將三種模型構成的直升機綜合模型應用于無人直升機項目研制的過程中。通過三個模型的

2、對比驗證，以及與實際試飛數(shù)據(jù)的比較修正，得到高置信度的無人直升機飛行控制系統(tǒng)設計與仿真需求的對象模型，論文根據(jù)修正后U8無人直升機的葉素線性模型，進行特性分析。
　　 論文研究了帶逆模型前饋的顯模型跟蹤控制和回路成形控制方法，并結合兩者的優(yōu)點，提出了一種改進的顯模型跟蹤回路成形控制方法。論文基于改進的顯模型跟蹤回路成形控制方法設計了無人直升機的內回路姿態(tài)控制系統(tǒng)，進行了時域、頻域和魯棒性分析，并與經典PID控制方法、顯模型跟蹤，

3、以及回路成形控制方法進行了比較。
　　 設計無人直升機內回路姿態(tài)控制，實現(xiàn)了各通道解耦后，論文設計了直升機的外回路航跡飛行控制和模態(tài)飛行控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了無人直升機的自主起飛、著陸、懸停，以及協(xié)調轉彎飛行控制。為全面驗證飛行控制系統(tǒng)的正確性，以及飛行控制邏輯與飛行管理的合理性，論文設計了由四個航路點構成的樣例航路，并實現(xiàn)了無人直升機樣例航路的自主飛行控制，仿真了樣例航路的自主飛行過程。通過U8無人直升機的對象不確定性和風干擾情況下