横列式刚性旋翼直升机飞行动力学与飞行控制研究

摘要

本文基于新型横列式刚性旋翼直升机的飞行动力学模型，和显模型跟踪控制系统的基本原理，对该飞行器的飞行控制系统进行建模和初步设计。
　　横列式直升机与常规直升机不同，其具有左右对称的旋翼布局，以及左右对称的气动环境。新的旋翼布局方式和旋翼桨毂构型需要引入新的操纵方式和控制方式，其必然导致该直升机在操纵方式和控制方式上有不同于传统直升机的特点。本文首先建立了新型横列式直升机的飞行动力学模型，然后验证了此飞行动力学模型的准确性，并根据目前较为成熟的显模型跟踪控制理论对该飞行器的飞行控制系统建立了模型，并进一步建立了自动飞行控制系统的模型。最后，通过 MATLAB/Simulink对此飞行控制系统模型进行仿真分析，以验证此控制系统模型的设计性能。此外，本文还对横列式直升机的操纵方式进行了详细阐述，并与传统构型的直升机和倾转旋翼机的操纵方式进行了对比。
　　本文飞行动力学模型和飞行控制系统模型的仿真实验结果均较为理想。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3横列式直升机概述

1.4本文研究内容

第二章 横列式直升机飞行动力学模型

2.1引言

2.2横列式直升机的操纵特点和操纵方式

2.3坐标系

2.4横列式直升机上的气动力

2.5横列式直升机运动方程

2.6配平与模型验证

第三章 横列式直升机显模型跟踪控制系统

3.1引言

3.2显模型跟踪解耦自适应控制系统设计

3.3系统参数优化

3.4系统性能评估

3.5本章小结

第四章 横列式直升机自动飞行控制系统

4.1直升机自动飞行控制系统结构

4.2传递矩阵T

4.3外回路的控制律设计

4.4自动飞行控制系统性能验证

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2进一步工作和展望

参考文献

致谢

在读硕士期间发表论文

附录 I 横列式直升机基本参数