三自由度直升機本體及電控系統(tǒng)的建模及實驗.pdf

1、近年來，直升機作為重多航空飛行器的成員之一，其以安全舒適、可靠實用的性能受到人們越來越多的關(guān)注。考慮到安全和經(jīng)濟環(huán)保等因素，通常都會對直升機進行模型仿真飛行實驗。這樣即節(jié)省了人力、財力、物力和時間，也為直升機飛行控制系統(tǒng)方面的關(guān)鍵問題和技術(shù)的研究提供了方便。
　　目前，可供仿真的直升機實驗教學設(shè)備多種多樣，三自由度直升機系統(tǒng)即為其中之一。作為研究直升機控制技術(shù)的實驗教學平臺，三自由度直升機系統(tǒng)是典型的高階多輸入—多輸出系統(tǒng)。由于系

2、統(tǒng)具有較強的通道耦合特性和非線性，難以用數(shù)學模型對其進行準確描述，因此屬于控制工程中不易處理的被控對象。
　　現(xiàn)階段，三自由度直升機系統(tǒng)的仿真以半實物仿真為主，實驗研究和日常教學培訓中對模型對象硬件存在依賴性，缺乏較為精確的系統(tǒng)模型。為更好地進行三自由度直升機系統(tǒng)仿真和進一步研究三自由度直升機實驗系統(tǒng)的實時仿真與實時控制一體化平臺，尋找更為準確的系統(tǒng)模型就成了關(guān)鍵問題。針對這一關(guān)鍵問題，課題展開了系列研究探索。
　　關(guān)于三自

3、由度直升機系統(tǒng)，現(xiàn)今通常應(yīng)用的模型，只是單一的針對三自由度直升機系統(tǒng)的三個軸，并將其運動方程線性化后所得到的。區(qū)別于此，本文將分三自由度直升機本體和電控系統(tǒng)兩部分進行理論建模，期望達到消除或改善因電控系統(tǒng)建模中描述不準確，或易被忽略的影響電機控制的部分系統(tǒng)問題。
　　本體部分考慮了三個自由度的部分非線性因素，分別探討了三個自由度的運動學方程和電機的微分方程，最后結(jié)合兩者得到更系統(tǒng)完整的本體數(shù)學模型。
　　電控系統(tǒng)部分主要針對