摘要
ABSTRACT
符号表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国外无人直升机研究现状
1.3 国内无人直升机研究现状
1.4 小型无人直升机关键问题研究现状
1.4.1 小型无人直升机建模
1.4.2 小型无人直升机自主飞行控制算法
1.5 本文研究内容
第二章 小型无人直升机建模
2.1 小型无人直升机介绍
2.2 旋翼空气动力学
2.2.1 旋翼几何结构
2.2.2 旋翼空气动力
2.2.3 旋翼陀螺进动
2.3 小型无人直升机建模
2.3.1 Kane 方法介绍
2.3.2 直升机运动学建模
2.3.3 直升机动力学建模
2.4 模型验证与分析
2.5 小结
第三章 显式预测控制原理
3.1 预测控制研究现状
3.1.1 预测控制应用现状
3.1.2 预测控制复杂度简化
3.2 显式预测控制算法
3.2.1 显式预测控制受约束调整器问题
3.2.2 显式预测控制受约束跟踪问题
3.2.3 状态估计
3.3 显式预测控制算例
3.4 小结
第四章 小型无人直升机控制器设计
4.1 姿态控制器设计
4.1.1 EMPC 姿态控制器设计
4.1.2 PID 姿态控制器设计
4.1.3 航向角控制
4.1.4 姿态控制仿真实验
4.2 速度控制器设计
4.2.1 速度控制实现
4.2.2 速度控制仿真实验
4.3 位置控制器设计
4.3.1 位置控制器实现
4.3.2 位置控制仿真实验
4.4 转向运动与平面运动的耦合
4.5 小结
第五章 小型无人直升机控制器鲁棒性能及路径跟踪仿真实验
5.1 鲁棒性能实验
5.1.1 控制信号有干扰情况下的仿真实验
5.1.2 机体变质量情况下的仿真实验
5.1.3 外界风干扰情况下的仿真实验
5.1.4 综合干扰情况下的仿真实验
5.2 路径跟踪仿真实验
5.2.1 路径跟踪实现方法
5.2.2 矩形路径跟踪仿真实验
5.2.3 “8”字形路径跟踪仿真实验
5.3 小结
第六章 小型无人直升机控制系统实现与飞行试验
6.1 飞行控制系统实现
6.1.1 飞控系统结构
6.1.2 飞控系统传感器
6.1.3 机载嵌入式系统
6.1.4 机载飞行控制系统软件
6.1.5 地面指挥控制系统
6.2 直升机参数辨识
6.2.1 地面实验台架
6.2.2 信号滤波
6.2.3 姿态控制信号与姿态角关系
6.2.4 总距输入信号与直升机升力的关系
6.2.5 直升机基本物理参数测量
6.3 飞行控制试验
6.3.1 悬停控制试验
6.3.2 平飞控制试验
6.3.3 转向控制试验
6.4 小结
第七章 总结与展望
7.1 论文工作总结
7.2 本文创新点
7.3 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表和录用的学术论文