無人自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行控制技術(shù)研究.pdf

1、自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安全性好，擁有廣闊的應(yīng)用前景。旋翼機(jī)缺少動(dòng)力學(xué)模型，滾轉(zhuǎn)\偏航通道需要配平，高度與空速控制存在耦合，前輪糾偏容易引起側(cè)翻，起降操縱有自身特點(diǎn)。本文以ELA-07自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)無人化改裝為背景，設(shè)計(jì)飛行控制律實(shí)現(xiàn)自主起降與航路跟蹤。
　　首先，進(jìn)行旋翼機(jī)飛行參數(shù)采集試飛，基于試飛數(shù)據(jù)分析旋翼機(jī)飛行特性，并統(tǒng)計(jì)旋翼機(jī)各狀態(tài)下的配平值。設(shè)計(jì)系統(tǒng)辨識(shí)的輸入激勵(lì)，基于激勵(lì)數(shù)據(jù)對(duì)旋翼機(jī)模型的氣動(dòng)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，通過辨識(shí)的

2、結(jié)果分析旋翼機(jī)的模型特性并以此建立旋翼機(jī)配平狀態(tài)下的線性狀態(tài)空間模型，為旋翼機(jī)飛行控制律設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
　　其次，分別從縱向和橫側(cè)向設(shè)計(jì)無人自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的飛行控制律?？v向控制中，以俯仰角控制作為縱向控制的內(nèi)回路，通過以槳盤縱向傾角控制空速、以發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制高度的非常規(guī)控制方案實(shí)現(xiàn)旋翼機(jī)的縱向控制。橫側(cè)向控制中，滾轉(zhuǎn)角控制作為航跡控制內(nèi)回路，通過控制槳盤橫向傾角實(shí)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上基于飛參采集數(shù)據(jù)給出了旋翼機(jī)的爬升、平飛、下滑的配平狀態(tài)。

3、
　　再次，在研究有人駕駛自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)起降階段操縱方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)適合旋翼機(jī)自主起降的控制策略:自主起飛階段，旋翼機(jī)需通過滑跑建立旋翼轉(zhuǎn)速，在前輪抬起時(shí)迅速將槳盤下壓使旋翼機(jī)快速加速到安全爬升的空速同時(shí)增加旋翼轉(zhuǎn)速;自主著陸階段，旋翼機(jī)全程保持空速控制直至觸地，陡下滑段維持空速，拉起段通過空速軟化實(shí)現(xiàn)減速，保證旋翼機(jī)的安全著陸。
　　然后，介紹無人自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能、基于PowerPC55