無人自轉(zhuǎn)旋翼機飛行控制技術(shù)研究.pdf

1、自轉(zhuǎn)旋翼機結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安全性好，擁有廣闊的應(yīng)用前景。旋翼機缺少動力學(xué)模型，滾轉(zhuǎn)\偏航通道需要配平，高度與空速控制存在耦合，前輪糾偏容易引起側(cè)翻，起降操縱有自身特點。本文以ELA-07自轉(zhuǎn)旋翼機無人化改裝為背景，設(shè)計飛行控制律實現(xiàn)自主起降與航路跟蹤。
　　首先，進行旋翼機飛行參數(shù)采集試飛，基于試飛數(shù)據(jù)分析旋翼機飛行特性，并統(tǒng)計旋翼機各狀態(tài)下的配平值。設(shè)計系統(tǒng)辨識的輸入激勵，基于激勵數(shù)據(jù)對旋翼機模型的氣動參數(shù)進行辨識，通過辨識的

2、結(jié)果分析旋翼機的模型特性并以此建立旋翼機配平狀態(tài)下的線性狀態(tài)空間模型，為旋翼機飛行控制律設(shè)計奠定基礎(chǔ)。
　　其次，分別從縱向和橫側(cè)向設(shè)計無人自轉(zhuǎn)旋翼機的飛行控制律?？v向控制中，以俯仰角控制作為縱向控制的內(nèi)回路，通過以槳盤縱向傾角控制空速、以發(fā)動機油門控制高度的非常規(guī)控制方案實現(xiàn)旋翼機的縱向控制。橫側(cè)向控制中，滾轉(zhuǎn)角控制作為航跡控制內(nèi)回路，通過控制槳盤橫向傾角實現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上基于飛參采集數(shù)據(jù)給出了旋翼機的爬升、平飛、下滑的配平狀態(tài)。

3、
　　再次，在研究有人駕駛自轉(zhuǎn)旋翼機起降階段操縱方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計適合旋翼機自主起降的控制策略:自主起飛階段，旋翼機需通過滑跑建立旋翼轉(zhuǎn)速，在前輪抬起時迅速將槳盤下壓使旋翼機快速加速到安全爬升的空速同時增加旋翼轉(zhuǎn)速;自主著陸階段，旋翼機全程保持空速控制直至觸地，陡下滑段維持空速，拉起段通過空速軟化實現(xiàn)減速，保證旋翼機的安全著陸。
　　然后，介紹無人自轉(zhuǎn)旋翼機飛行控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能、基于PowerPC55