無人直升機自動起飛與自動著陸控制技術研究.pdf

1、自動起飛和自動著陸是無人直升機飛行控制系統(tǒng)的重要功能之一，直接影響無人直升機工程應用的水平和能力。本文以某小型無人直升機的研制為背景，通過對無人直升機起飛與著陸階段動力學建模、控制律設計、自動起飛著陸策略制定等相關技術的研究，完成無人直升機的自動起飛與自動著陸控制系統(tǒng)的設計與驗證。
　　本文采用了一種新的等效簡化方法對旋翼進行建模，通過對下洗尾跡的研究獲取槳盤處誘導速度，采用力/力矩動態(tài)平衡的方法描述旋翼的揮舞運動，在計算精度和復

2、雜度之間取得了良好的折中；并對所構建的模型進行了穩(wěn)定性、操縱特性等分析，檢驗了模型的正確性與合理性。
　　無人直升機縱橫向通道耦合性強、穩(wěn)定性差，是控制律設計的重點。針對樣例無人直升機的運動特性及起飛著陸的控制需求，本文提出了縱橫向通道內(nèi)回路姿態(tài)角阻尼增穩(wěn)，外回路浮地階段速度控制以及空中階段位置控制的基本控制策略；并且針對增穩(wěn)回路自適應性、抗風補償和位置控制精度等問題，分別采用前饋自動配平機制與非線性PID控制方法對常規(guī)控制律進行

3、改進，有效解決了無人直升機自動起飛和著陸控制的魯棒性和精確性。
　　基于單通道主動控制的解耦思路，制定了自動起飛策略和自動著陸策略，針對無人直升機起飛過程中的離地自適應性、離地階段滑移抑制與著陸階段位置控制精度以及起降的安全處置等一系列問題，制定了相應的解決方案和實施策略，實現(xiàn)了樣例無人直升機的自動起飛與著陸的飛行功能。
　　最后，本文分別通過半物理仿真和科研試飛兩種環(huán)境對所設計的自動起飛與著陸控制系統(tǒng)進行了驗證，仿真與試飛