小型直升機(jī)自適應(yīng)控制技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、小型直升機(jī)具有重量輕、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。與固定翼飛機(jī)相比，可以完成懸停、垂直起降、機(jī)動(dòng)飛行等任務(wù)。憑借自身特性，小型無(wú)人直升機(jī)引起了學(xué)術(shù)界的極大興趣，并且在軍用和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。本文主要研究小型無(wú)人直升機(jī)飛行控制算法，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)所設(shè)計(jì)的飛行控制算法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本文研究的主要內(nèi)容如下：1.從工程應(yīng)用出發(fā)，忽略狀態(tài)變量間的耦合，對(duì)直升機(jī)狀態(tài)方程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，得到了簡(jiǎn)化的四通道模型；2.在分析了小型直升機(jī)工作和

2、結(jié)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上，根據(jù)導(dǎo)航計(jì)算和飛行控制的需要，采用DSP+ARM的雙處理器硬件結(jié)構(gòu)，DSP負(fù)責(zé)組合導(dǎo)航計(jì)算， ARM運(yùn)行飛行控制程序并輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了相關(guān)硬件平臺(tái)；3.在分析多個(gè)飛行模態(tài)的控制需求的基礎(chǔ)上，綜合考慮位置、速度和姿態(tài)等飛行參數(shù)之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，設(shè)計(jì)了位置制導(dǎo)，速度和姿態(tài)串聯(lián)的串級(jí)PID控制器，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了算法的有效性和穩(wěn)定性；4.開展了直升機(jī)抗干擾控制方法研究。將常值風(fēng)視為外界擾動(dòng)，在不改變串級(jí)結(jié)構(gòu)

3、的基礎(chǔ)上，分別對(duì)姿態(tài)內(nèi)環(huán)加入加速度前饋和利用模糊算法在線調(diào)節(jié)速度環(huán)的PID參數(shù)。并進(jìn)行了對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明改進(jìn)后算法能夠使直升機(jī)在懸停階段具有更好的擾動(dòng)抑制能力，環(huán)境適應(yīng)能力得到有效的提高。5.本文在半實(shí)物仿真平臺(tái)上，采用串級(jí)自適應(yīng)控制器使直升機(jī)完成全階段飛行任務(wù)。整個(gè)過(guò)程具有良好的控制精度、穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和控制算法均取得了預(yù)期的效果。
　　上述研究工作表明，本文構(gòu)建的半實(shí)物仿真平臺(tái)可以完成飛行算法的驗(yàn)