無人直升機飛行控制及可視化飛行仿真平臺的研究.pdf

1、無人直升機有很多自己獨特的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢讓無人直升機被應(yīng)用在軍民的各個領(lǐng)域。然而，國內(nèi)對于無人直升機的研究仍處于發(fā)展階段，尤其是控制算法、三維可視化仿真等關(guān)鍵技術(shù)，仍有長足的發(fā)展空間。另一方面，無人直升機作為非線性、高耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，動態(tài)穩(wěn)定性差，受環(huán)境的干擾較大，這些特性都使得無人直升機很難被控制。因此，針對于無人直升機這種復(fù)雜系統(tǒng)進行研究在理論和實際應(yīng)用中都是很有意義和必要的。
　　國外早在上個世紀(jì)五十年代就開始了無人直升機的

2、自主控制研究，諸如動態(tài)逆控制理論、自適應(yīng)控制理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論等現(xiàn)代智能控制理論被應(yīng)用于其中。然而，大部分的控制方法由于實現(xiàn)的復(fù)雜性和固有的局限性，仍未應(yīng)用到實際飛行中。國內(nèi)對于無人直升機的研究起步較晚，與國外的技術(shù)水平存在一定的差距。近幾年來，無人機更是迅猛發(fā)展。因此，對無人直升機的自主控制研究顯得尤為重要。
　　PID控制器憑借其控制律簡單、適用性強，成為了無人直升機的經(jīng)典控制算法。然而，PID作為線性控制器應(yīng)用于非線性系

3、統(tǒng)，僅能在平衡點附近發(fā)揮較好的效果，因此，尋求一種適用于無人直升機的、高效全面、工程上又易于實現(xiàn)的控制算法迫在眉睫。本文首先建立直升機數(shù)學(xué)建模，然后設(shè)計獨立的飛行控制器，實現(xiàn)姿態(tài)自穩(wěn)定和軌跡跟蹤飛行，并具備良好的抗干擾能力。文中所設(shè)計的自主控制器分為兩個部分：姿態(tài)控制器和位置控制器。其中，姿態(tài)控制和高度控制采用CMAC-PID復(fù)合控制，而水平位置控制采用模糊控制，經(jīng)過MATLAB仿真驗證，該控制器能夠取得良好的控制效果。
　　傳統(tǒng)