无人直升机前飞状态飞行控制律设计技术研究

摘要

无人直升机具有独特的飞行能力，兼有无人机与直升机的共同优点，具有重要的军事和民用价值。全过程飞行包线可分为悬停/小速度和前飞两大主要情形，本文在悬停/小速度控制技术研究的基础上，进一步对前飞状态控制技术进行研究，有效地解决前飞状态飞行控制难点，从而增强无人直升机前飞状态飞行能力。 由于无人直升机的高阶、不稳定、非线性、强耦合以及高不确定性特点，动力学模型问题一直是飞行控制系统研究卡脖子问题。先进的FlightLab建模软件可以提供较为准确的非线性模型，但在工程应用方面具有众多不方便，因此本文采用了线性模型组方法来近似代替非线性模型，从而满足控制系统设计与工程应用要求。 根据无人直升机前飞状态的飞行特点，本文定义了前飞状态纵向、横侧向飞行模态，进而提出了纵向、横侧向控制策略与方案。依据纵向、横侧向控制方案，设计了纵向、横侧向基本控制律，在此基础上实现了纵向、横侧向飞行模态功能。 改进了原有的等效仿真环境。论文中去除了原先的等效仿真软件部分，留下模型与等效飞控软件部分，并将两部分融合构成新的等效仿真软件，等效仿真软件与遥控遥测软件组合构成等效仿真环境。 设计了前飞控制系统验证的样例航路，进行样例航路的无人直升机自主航线飞行仿真。通过仿真与试飞数据在关键量上的对比，验证了线性模型组方法代替非线性模型的可行性；通过无风与有风情形下仿真数据对比，验证了前飞控制律设计的正确性与鲁棒性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录、注释表

声明

第一章 绪论

第二章 前飞控制律研究方案

第三章 前飞数学模型实现

第四章 前飞基本控制律设计

第五章 前飞功能模态实现

第六章 仿真与试飞验证

第七章 总结与展望

参考文献

致 谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文