微小型無(wú)人機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及飛行姿態(tài)仿真.pdf

1、微小型無(wú)人機(jī)因其體積小、重量輕、隱蔽性和機(jī)動(dòng)性好、易實(shí)現(xiàn)懸停和超低空飛行等優(yōu)點(diǎn)，在軍事和民用領(lǐng)域都得到了廣泛的發(fā)展。實(shí)踐證明，無(wú)人機(jī)不僅是一種很好的空中作業(yè)平臺(tái)，而且是多門學(xué)科的理論研究平臺(tái)。舵機(jī)回路是微小型無(wú)人機(jī)的重要組成部分，直接關(guān)系到無(wú)人機(jī)飛行性能的好壞。直流無(wú)刷舵機(jī)回路以其優(yōu)良的電氣、機(jī)械特性逐步取代了傳統(tǒng)的交流舵機(jī)回路。飛行控制系統(tǒng)仿真技術(shù)是設(shè)計(jì)和研究微小型無(wú)人機(jī)的必不可少的手段，便于對(duì)系統(tǒng)性能作出評(píng)價(jià)、調(diào)試及修改。本文中主要

2、針對(duì)無(wú)人機(jī)的舵機(jī)回路及飛行控制仿真技術(shù)進(jìn)行研究。
　　 文中根據(jù)微小型無(wú)人機(jī)性能的要求，選取了適合的直流無(wú)刷電機(jī)，并對(duì)其原理進(jìn)行分析，制定了設(shè)計(jì)方案。論文首先采用PIC16F877單片機(jī)作為控制芯片，設(shè)計(jì)了直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)設(shè)計(jì)外圍電路和程序調(diào)試，使電機(jī)能夠平穩(wěn)啟動(dòng)及運(yùn)行。然后，在此研究基礎(chǔ)上文中提出了另一種對(duì)比設(shè)計(jì)方案。采用具有高集成度的專用電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片ML4425設(shè)計(jì)硬件電路，大大縮小了電路板的體積，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)

3、程。實(shí)驗(yàn)證明，該設(shè)計(jì)方案能夠更好的滿足直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)的各項(xiàng)性能要求，實(shí)驗(yàn)效果良好。
　　 舵機(jī)回路是無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按照飛行控制系統(tǒng)所給出的指令驅(qū)動(dòng)舵面，調(diào)整無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)和航跡。本文中針對(duì)無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析及研究。建立了微小型無(wú)人機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其動(dòng)力學(xué)及運(yùn)動(dòng)學(xué)方程進(jìn)行解耦和線性化處理，推導(dǎo)出了無(wú)人機(jī)在俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航、橫側(cè)向等姿態(tài)的狀態(tài)方程。通過(guò)設(shè)計(jì)控制器，優(yōu)化了無(wú)人機(jī)的飛行性能。仿真結(jié)果表