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文檔簡介
1、小型無人直升機(jī)具有低成本、小尺寸、高機(jī)動等優(yōu)點,在世界范圍內(nèi)受到了普遍的重視,在軍事和民用領(lǐng)域均獲得了廣泛的研究與應(yīng)用。一架小型無人直升機(jī)要在無人為干預(yù)的條件下完成各項任務(wù),首先需要一個性能優(yōu)良的自動飛行控制系統(tǒng)。姿態(tài)控制系統(tǒng)是小型無人直升機(jī)自動飛行控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵部分,本文將在建立小型無人直升機(jī)非線性動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,采用滑模控制與自適應(yīng)滑??刂品椒▽ζ湔归_姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究,目的在于設(shè)計一個具有良好魯棒性的姿態(tài)控制器,論
2、文主要研究內(nèi)容如下:
1)首先,以Raptor903D直升機(jī)為基礎(chǔ)實驗平臺,介紹了整個無人直升機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。然后基于滾轉(zhuǎn)俯仰姿態(tài)控制研究的目的,建立了簡化的小型無人直升機(jī)非線性動力學(xué)模型,主要包括機(jī)身剛體動力學(xué)與運動學(xué)模型、主旋翼動力學(xué)模型,為姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
2)在充分分析小型無人直升機(jī)非線性動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,基于姿態(tài)角速率的動態(tài)響應(yīng)比姿態(tài)角響應(yīng)快的假設(shè),采用滑模控制為Raptor903D直升機(jī)
3、系統(tǒng)設(shè)計了雙環(huán)積分滑模姿態(tài)控制器,并設(shè)計了一個擴(kuò)張狀態(tài)觀測器估計系統(tǒng)不確定性與外部干擾。雙環(huán)滑??刂破鹘Y(jié)構(gòu)簡單,易于在實際工程中實現(xiàn),但是當(dāng)小型無人直升機(jī)作大機(jī)動飛行時控制性能可能會有所下降。因此,進(jìn)一步設(shè)計了單環(huán)積分滑模姿態(tài)控制器,提高了控制精度。為了驗證所設(shè)計控制器的有效性,進(jìn)行了仿真實驗,并在實驗保護(hù)支架上進(jìn)行了實物實驗,仿真和實物實驗均說明了兩種滑模姿態(tài)控制器的有效性。
3)由于滑模反演控制器需要已知不確定性的上界,因
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