新型涵道無(wú)人飛行器飛行控制策略研究.pdf

1、可變體涵道螺旋槳式無(wú)人飛行器，是一種可垂直起降、具有高低速飛行性能的雙構(gòu)型涵道飛行器。該新型涵道無(wú)人飛行器擁有自主導(dǎo)航飛行能力，在軍民應(yīng)用和科學(xué)研究方面有著極大的價(jià)值。
　　本文基于涵道飛行器低速構(gòu)型，研究其飛行力學(xué)模型與飛行控制技術(shù)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)其飛行控制系統(tǒng)，通過(guò)仿真驗(yàn)證其飛行控制律的可行性和有效性，為今后此類飛行器的研究與發(fā)展奠定一定的理論基礎(chǔ)并積累一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
　　首先，研究了涵道飛行器數(shù)學(xué)模型及其穩(wěn)定性。分析該涵道

2、飛行器的結(jié)構(gòu)與布局特點(diǎn)，根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)及運(yùn)動(dòng)學(xué)原理建立其非線性數(shù)學(xué)模型，并基于小擾動(dòng)線性化原理獲取線性模型以及吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析其氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)、穩(wěn)定性與耦合性，為該涵道飛行器飛行控制律的設(shè)計(jì)奠定理論依據(jù)。
　　其次，研究了涵道飛行器基本飛行控制策略。設(shè)計(jì)了解耦控制器、增穩(wěn)控制回路、姿態(tài)控制回路、前/側(cè)飛速度控制回路、位置控制回路以及高度控制回路，完成各通道控制律設(shè)計(jì)，并仿真驗(yàn)證其有效性。根據(jù)各通道控制回路，設(shè)計(jì)涵道飛行器定點(diǎn)懸停、直線

3、前飛與協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎模態(tài)，并整合自主飛行航跡控制模式，解決航跡控制中的模態(tài)轉(zhuǎn)換問(wèn)題。
　　再次，針對(duì)涵道飛行器姿態(tài)控制中氣動(dòng)參數(shù)不確定性問(wèn)題，提出了利用雙模型構(gòu)造涵道飛行器強(qiáng)跟蹤自適應(yīng)控制器，具有將模型強(qiáng)跟蹤和自適應(yīng)控制律參數(shù)設(shè)計(jì)相分離的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了提高自適應(yīng)參數(shù)修正過(guò)程的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度和降低模型跟蹤誤差的目的，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性和可行性。
　　最后，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了涵道飛行器飛行控制系統(tǒng)。根據(jù)該系統(tǒng)硬件資源配置的需求，設(shè)計(jì)了