無人直升機(jī)活塞式發(fā)動機(jī)控制技術(shù)研究.pdf

1、由于無人直升機(jī)兼顧有人直升機(jī)和固定翼無人機(jī)的飛行特點，具有廣泛應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景，因而無人直升機(jī)成為國內(nèi)外的研究熱點之一。發(fā)動機(jī)作為無人直升機(jī)的動力源，其動靜態(tài)性能將直接影響無人直升機(jī)的飛行品質(zhì)，發(fā)動機(jī)控制是飛行控制的前提與基礎(chǔ)，同時也是實現(xiàn)無人直升機(jī)自主飛行的關(guān)鍵技術(shù)之一。鑒于此，本文針對某小型無人直升機(jī)的發(fā)動機(jī)試車臺系統(tǒng)及其諸多控制問題，展開以建模、控制和仿真驗證為核心的無人直升機(jī)活塞式發(fā)動機(jī)控制技術(shù)研究。
　　本文首先利用平

2、均值法分析對進(jìn)入氣缸的燃油和空氣量進(jìn)行分析，分別建立了氣路模型、油路模型和燃燒模型；同時采用葉素法分析了旋翼槳葉的受力情況，得到旋翼的負(fù)載扭矩模型；最終由發(fā)動機(jī)動力學(xué)特性得到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速輸出模型。
　　控制律設(shè)計是發(fā)動機(jī)控制研究的一個重要環(huán)節(jié)，本文從常規(guī)控制、環(huán)境適應(yīng)性控制和安全控制三個方面對發(fā)動機(jī)的控制進(jìn)行研究。采用分段控制思想實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的安全平滑過渡，并通過對總距、前飛速度與需用功率關(guān)系的理論分析，本文設(shè)計了前饋加反饋的復(fù)

3、合控制策略保證了額定工作時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定；在發(fā)動機(jī)模型的基礎(chǔ)上研究了發(fā)動機(jī)對環(huán)境的適應(yīng)性控制技術(shù)，設(shè)計了溫度壓強(qiáng)前饋控制解決了發(fā)動機(jī)高原高溫時功率供應(yīng)不足發(fā)動機(jī)啟動失敗問題，同時還設(shè)計了模糊自適應(yīng)PID控制器實現(xiàn)環(huán)境變化時控制器參數(shù)的在線自整定；另外本文對發(fā)動機(jī)使用過程中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，從控制的角度研究發(fā)動機(jī)的安全問題，并制定了相應(yīng)的安全控制策略。
　　最后，通過地面開車試驗和試飛試驗驗證了本文所設(shè)計的發(fā)動機(jī)控制策略能夠