無人直升機懸停與前飛過渡段飛行的控制律研究.pdf

1、無人直升機是一種通過無線電遙控或者自身程序控制的不載人直升機，由于其獨特的飛行特點而具有重要的軍事和民用價值。從直升機飛行的角度可以將其分為起飛/著陸、懸停/小速度、過渡飛行以及前飛等四個飛行階段，而過渡段是懸停與前飛間的中間階段，是連接懸停與前飛之間的橋梁。
　　本文針對某型樣例無人直升機過渡階段飛行的特殊性，通過分析和研究其運動機理和對象特性，設(shè)計各個通道的控制律，提出切實可行的功能定義和控制方案，旨在解決樣例無人直升機在懸停

2、與前飛過渡段飛行的若干控制問題，提高過渡段飛行控制的穩(wěn)定性、精確性和安全性。由于無人直升機的高階、強耦合、不穩(wěn)定性等特點，其穩(wěn)定性、操控性和耦合性等對象分析是控制律設(shè)計和研究的重要內(nèi)容。因此本文在樣例無人直升機非線性動力學模型的線性化基礎(chǔ)上，從配平特性、模態(tài)特性以及通道耦合效應(yīng)等角度，分析了該樣例無人直升機在過渡段的對象特性，并針對其特殊性提出了相應(yīng)的控制思路和控制律研究方案。根據(jù)無人直升機過渡段的飛行特點，控制律的研究分為懸停至前飛過

3、渡和前飛至懸停過渡兩個部分。論文定義和設(shè)計了懸停至前飛過渡的高度保持加速模態(tài)、爬升模態(tài)等；以及前飛至懸停過渡的高度保持減速模態(tài)、下滑模態(tài)和定高定點回收模態(tài)等。根據(jù)每個模態(tài)的功能定義和多通道協(xié)同控制需求，采用經(jīng)典控制方法設(shè)計了各個通道的控制律，進而提出了每個模態(tài)的控制策略與實施方案。最后設(shè)計了無人直升機全過程飛行以及包含各個過渡段飛行模態(tài)的樣例航線，在等效（軟件再環(huán)）仿真環(huán)境下進行了仿真驗證，并通過分析無風和有風干擾下全過程飛行和過渡段飛