小型直升機自適應控制技術研究與實現(xiàn).pdf

1、小型直升機具有重量輕、體積小、功耗低等優(yōu)點。與固定翼飛機相比，可以完成懸停、垂直起降、機動飛行等任務。憑借自身特性，小型無人直升機引起了學術界的極大興趣，并且在軍用和民用領域都有廣泛的應用前景。本文主要研究小型無人直升機飛行控制算法，并通過仿真實驗對所設計的飛行控制算法進行了驗證。
　　本文研究的主要內容如下：1.從工程應用出發(fā)，忽略狀態(tài)變量間的耦合，對直升機狀態(tài)方程進行了簡化，得到了簡化的四通道模型；2.在分析了小型直升機工作和

2、結構特性的基礎上，根據(jù)導航計算和飛行控制的需要，采用DSP+ARM的雙處理器硬件結構，DSP負責組合導航計算， ARM運行飛行控制程序并輸出驅動信號，并設計并實現(xiàn)了相關硬件平臺；3.在分析多個飛行模態(tài)的控制需求的基礎上，綜合考慮位置、速度和姿態(tài)等飛行參數(shù)之間的結構關系，設計了位置制導，速度和姿態(tài)串聯(lián)的串級PID控制器，并進行了仿真實驗，驗證了算法的有效性和穩(wěn)定性；4.開展了直升機抗干擾控制方法研究。將常值風視為外界擾動，在不改變串級結構

3、的基礎上，分別對姿態(tài)內環(huán)加入加速度前饋和利用模糊算法在線調節(jié)速度環(huán)的PID參數(shù)。并進行了對比仿真實驗，結果表明改進后算法能夠使直升機在懸停階段具有更好的擾動抑制能力，環(huán)境適應能力得到有效的提高。5.本文在半實物仿真平臺上，采用串級自適應控制器使直升機完成全階段飛行任務。整個過程具有良好的控制精度、穩(wěn)定性和響應速度。實驗結果表明實驗平臺和控制算法均取得了預期的效果。
　　上述研究工作表明，本文構建的半實物仿真平臺可以完成飛行算法的驗