小型無人直升機前飛段飛行控制技術研究.pdf

1、無人直升機具有獨特的飛行能力，既能實現(xiàn)視距內懸停和低速飛行，又能進行超視距飛行，具有重要的軍事和民用價值。前飛段是無人直升機超視距飛行的基礎，其控制效果直接影響了超視距飛行的穩(wěn)定性和安全性。本文以中國直升機設計研究所的U8E無人直升機為研究對象，從飛行特性分析、飛行控制律設計、功能模塊實現(xiàn)、自主航線模塊規(guī)劃等角度研究和驗證了樣例無人直升機前飛段的相關控制技術。
　　鑒于無人直升機的高階、強耦合、非線性等動力學特點，本文首先從固定翼

2、飛機前飛與直升機前飛的飛行特性異同以及直升機懸停與前飛的飛行特性差異等兩個角度分析了無人直升機前飛段在穩(wěn)定性、耦合性和操控性等方面的特殊性，并據(jù)此制定了樣例無人直升機前飛段飛行控制技術的研究方案和技術路線。其次，根據(jù)樣例無人直升機前飛段控制的飛行功能和性能需求，優(yōu)化設計了以平面運動和垂向運動為核心的飛行模態(tài)以及四通道的內/外回路控制律，實現(xiàn)了前飛段的功能模塊和自主航線飛行功能；重點研究了樣例無人直升機協(xié)調轉彎的固定轉彎半徑和固定偏航角速

3、率的兩種方案以及自主航線與任務飛行的技術融合；解決了樣例無人直升機前飛抗側風的安全性以及前飛回收過程中的縱向位置控制精度問題。
　　最后，在MATLAB環(huán)境下的M語言非實時仿真、Windows平臺下的等效仿真和半物理仿真等三套系統(tǒng)下對論文中所涉及的諸多研究內容進行了詳盡的測試和驗證；同時本文的部分研究成果在U8E無人直升機的平原地區(qū)和海拔1500米高原地區(qū)的多架次多科目的科研試飛中也得到有效驗證。綜合測試表明，論文針對無人直升機前