雙螺旋槳自適應(yīng)雙重控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、傾轉(zhuǎn)旋翼機是一種新型飛行器，它具有可以垂直起飛和降落的特性。而它的巡航性能又與固定翼飛機相同。在垂直起降階段，由于受到較強干擾的影響，系統(tǒng)表現(xiàn)出了很大的非線性，其控制方案往往是很復(fù)雜的。因此，近些年傾轉(zhuǎn)旋翼機的研究一直是控制領(lǐng)域的一個熱點。為了解決傾轉(zhuǎn)旋翼機在垂直起降階段滾動通道的控制問題，本課題引入自適應(yīng)雙重控制策略，并在實驗室條件下對雙螺旋槳裝置進行控制實驗。
　　傾轉(zhuǎn)旋翼機有三種不同飛行模式，即直升機模式、固定翼飛機模式和過

2、渡模式。在各種飛行模式下包含有四種姿態(tài)控制：滾動、俯仰、偏航和升降。在本課題中，關(guān)注的重點是直升機模式下的滾動通道控制，因此需要建立雙螺旋槳裝置的完整模型，并從中提取出所需的滾動通道模型。
　　自適應(yīng)雙重控制并不是一個新的理論，但是只有當計算量被大幅度減少時，它才能被真正應(yīng)用到實際工程當中，所以對它的應(yīng)用是近幾年才開始的。對于傳統(tǒng)自適應(yīng)控制器，由于是基于確定性等價原則的，所以忽略了參數(shù)估計的不確定性。而謹慎控制考慮到了估值精確性的

3、問題，但是會產(chǎn)生“關(guān)斷”現(xiàn)象，并且其自適應(yīng)過程是很慢的。為了彌補上述兩種控制方案的缺陷，兩個代價函數(shù)被引入到了自適應(yīng)控制當中。一個保證了謹慎的跟隨，另一個提供了足夠的激勵。這樣，雙重控制算法就完成了。在雙螺旋槳滾動通道模型上對三種控制策略進行仿真實驗，得到控制性能曲線。
　　本課題選擇無刷直流電動機來驅(qū)動螺旋槳。其驅(qū)動電路被設(shè)計為無位置傳感器形式，它的核心是具有兩路PWM輸出通道和內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的單片機。因此，設(shè)計過程被分為兩部