傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行控制律設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、傾轉(zhuǎn)四旋翼無(wú)人飛行器是一種將四旋翼飛行器和固定翼飛機(jī)融合在一起的新型無(wú)人飛行器，它兼具四旋翼無(wú)人飛行器與固定翼無(wú)人飛行器的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，其擴(kuò)大了飛行器的飛行包線，并增加了航程和航時(shí)。它既可以像四旋翼一樣在空中懸停、向任意方向飛行，也可以像固定翼飛機(jī)那樣以較高的速度做遠(yuǎn)程飛行。但是這種傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器和普通傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)一樣，其飛行控制問(wèn)題仍是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外研究成果的分析以及對(duì)比國(guó)內(nèi)外相近機(jī)型的飛行控制解決辦法

2、的基礎(chǔ)上，針對(duì)本課題組自主研發(fā)的無(wú)人飛行器做出如下分析研究。
　　首先，通過(guò)對(duì)傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器特性進(jìn)行分析，建立了傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器的六自由度運(yùn)動(dòng)方程，推導(dǎo)了旋翼、機(jī)翼、機(jī)體、操縱面等部件的氣動(dòng)力表達(dá)式；在Matlab/Simulink仿真環(huán)境中建立傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器的飛行仿真模型，采用control toolbox工具箱中的工具進(jìn)行配平和特征根計(jì)算，通過(guò)驗(yàn)證特征根變化趨勢(shì)來(lái)驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的正確性。
　　其次，計(jì)算出傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行

3、器的四旋翼模式、第一次傾轉(zhuǎn)模式、第二次傾轉(zhuǎn)模式和固定翼模式的某配平點(diǎn)，結(jié)合內(nèi)外回路反饋結(jié)構(gòu)分別對(duì)四種模式進(jìn)行姿態(tài)、位置等的控制律設(shè)計(jì)，并通過(guò)根軌跡和時(shí)域的變化曲線驗(yàn)證控制律設(shè)計(jì)的有效性。
　　最后，基于APM開(kāi)源飛控的軟硬件基礎(chǔ)，與課題組合作建立了適合傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器的飛行控制軟硬件系統(tǒng)，并組裝出一架樣機(jī)，且對(duì)其進(jìn)行了成功試飛。結(jié)果表明，本文對(duì)新構(gòu)型傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器探索的飛行控制律具有良好的響應(yīng)能力，能夠滿足自主研發(fā)的無(wú)人飛行器預(yù)