四旋翼無(wú)人直升機(jī)飛行控制技術(shù)研究.pdf

1、四旋翼無(wú)人直升機(jī)是一種外型新穎結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的無(wú)人機(jī)，具有一定的軍事和民用價(jià)值。針對(duì)四旋翼無(wú)人直升機(jī)的獨(dú)特性能，重點(diǎn)研究了其數(shù)學(xué)建模以及飛行控制律的設(shè)計(jì)問題。嘗試采用動(dòng)態(tài)逆和變結(jié)構(gòu)控制相結(jié)合的方法設(shè)計(jì)四旋翼無(wú)人直升機(jī)飛行控制律。 首先，分析了四旋翼無(wú)人直升機(jī)的特點(diǎn)和飛行運(yùn)動(dòng)方式，建立了其六自由度動(dòng)力學(xué)模型，并詳細(xì)分析了其動(dòng)力學(xué)特性。其次，應(yīng)用經(jīng)典控制方法設(shè)計(jì)了四旋翼無(wú)人直升機(jī)的飛行控制律。 然后，根據(jù)時(shí)間尺度理論，將四旋翼

2、無(wú)人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)劃分為快變量、較快變量和慢變量三個(gè)子系統(tǒng)。分別對(duì)三個(gè)子系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)態(tài)逆控制，動(dòng)態(tài)逆控制雖然可以得到較好的動(dòng)態(tài)特性，但魯棒性能較差。為了使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠抗氣動(dòng)參數(shù)的不確定性和外界擾動(dòng)的影響，在應(yīng)用動(dòng)態(tài)逆理論進(jìn)行線性化后，應(yīng)用變結(jié)構(gòu)控制提高系統(tǒng)的魯棒性。整個(gè)系統(tǒng)的控制律設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于工程實(shí)現(xiàn)。 最后，通過仿真實(shí)驗(yàn)表明，非線性動(dòng)態(tài)逆是一種精確線性化方法，若模型足夠精確，這種方法在理論上將會(huì)收到很好的控制效果。但