涵道共軸旋翼飛行器建模與驗證.pdf

1、由于出色的懸停和低速飛行性能，旋翼飛行器一直是航空領(lǐng)域研究的熱點，然而出于力矩配平的需求，傳統(tǒng)旋翼飛行器的尺寸往往很大。近年來，逐漸興起的涵道共軸旋翼飛行器既具備旋翼飛行器的低速性能，又在尺寸上得到了精簡，因此吸引了很多研究者的目光。本文研究對象就是某型涵道共軸飛行器的驗證機，主要工作就是對其進行建模和模型驗證。
　　首先，使用傳統(tǒng)的滑流和葉素理論，并綜合實驗方法，建立涵道共軸飛行器的飛行動力學(xué)模型，完成了Matlab/Simul

2、ink飛行動力學(xué)仿真模型的構(gòu)建，通過配平和線化處理得到了相關(guān)狀態(tài)下的小擾動線化模型，進行了飛行控制律設(shè)計以及經(jīng)典科目仿真飛行。
　　其次，針對飛行器實驗平臺進行了飛行控制系統(tǒng)設(shè)計。飛行控制系統(tǒng)包括了航電設(shè)備、飛控軟件和地面站系統(tǒng)。在模型估算結(jié)果基礎(chǔ)上，根據(jù)功率需求選取了電機、電調(diào)以及電源等設(shè)備，依據(jù)飛控系統(tǒng)對傳感器設(shè)備數(shù)據(jù)精度要求選取了IMU、GPS、高度計等傳感器設(shè)備。飛控計算機為自制產(chǎn)品，以STM32微型嵌入式處理器為核心，飛

3、控程序以PID算法為基礎(chǔ)，設(shè)計了增穩(wěn)控制回路和姿態(tài)控制回路，實現(xiàn)了驗證機穩(wěn)定的飛行控制。地面站系統(tǒng)以地面監(jiān)控軟件為核心，利用通信設(shè)備實現(xiàn)了與空中飛行器平臺之間的地空數(shù)據(jù)交換，地面監(jiān)控軟件涉及信息監(jiān)視與指令操控兩部分，軟件采用C＃語言編寫，以模塊化編程設(shè)計思想實現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)顯示、圖像記錄顯示、電子地圖、控制參數(shù)調(diào)試、指令發(fā)送等功能。
　　接著，進行了飛控系統(tǒng)測試和飛控參數(shù)整定試驗。通過靜態(tài)調(diào)試、系留試驗和試飛實驗層層遞進的調(diào)試