小型無人直升機姿態(tài)通道的模型辨識和控制.pdf

1、小型無人直升機能夠?qū)崿F(xiàn)諸如懸停、橫飛、垂直起降等獨特的飛行動作，因而具有極大的軍事和民用價值。良好的應(yīng)用需要優(yōu)質(zhì)的控制，優(yōu)質(zhì)的控制需要精確的模型，然而，無人直升機自身獨特的構(gòu)造導(dǎo)致其動力學(xué)模型的復(fù)雜性，因而對無人直升機進行建模和控制具有較大的挑戰(zhàn)性。在直升機系統(tǒng)中，姿態(tài)通道是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，在本論文中將針對直升機的姿態(tài)通道的建模以及偏航通道的控制問題進行研究。論文的主要內(nèi)容包括以下三個方面:
　　 (1).設(shè)計并實現(xiàn)了

2、一個小型無人直升機系統(tǒng)實驗平臺。首先，根據(jù)本論文的研究內(nèi)容和實驗性能需求，提出平臺設(shè)計的整體方案。然后，詳細地介紹了平臺中硬件設(shè)備的選擇及其功能，并完成了平臺中相應(yīng)軟件模塊的搭建。最后，通過該平臺測試了直升機系統(tǒng)輸入和其執(zhí)行機構(gòu)的關(guān)系，驗證了實驗平臺的有效性，同時也為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 (2).完成了對無人直升機姿態(tài)通道的辨識。在懸浮狀態(tài)下，本文分別對直升機的俯仰、橫滾、偏航通道進行了系統(tǒng)建模，針對偏航通道中可能出現(xiàn)飽和

3、的特殊情況，本文采用了切換模型來描述其動態(tài)特性。然后，設(shè)計了直升機的辨識實驗，并采集實驗數(shù)據(jù)，接著在頻域下采用遺傳算法辨識了模型參數(shù)。最后，通過未參與辨識的實驗數(shù)據(jù)驗證了模型的準(zhǔn)確性。對于偏航通道模型，通過和未考慮飽和時的模型進行對比，證明了本文切換模型的準(zhǔn)確性;為證明本文辨識方法的有效性，將本文模型和最小二乘法辨識得到的模型進行了對比。
　　 (3).完成了對無人直升機偏航角速度和航向角的控制。針對偏航角速度的控制問題，采用增