模型直升機(jī)有限時(shí)間滑模變結(jié)構(gòu)控制.pdf

1、近十年，無人直升機(jī)的飛控技術(shù)得到了快速發(fā)展，無人直升機(jī)的有限時(shí)間控制技術(shù)也越來越被關(guān)注。并且在某些應(yīng)用中需要無人直升機(jī)在有限的時(shí)間內(nèi)達(dá)到懸停，例如無人機(jī)編隊(duì)飛行。基于此，本文利用終端滑模來實(shí)現(xiàn)模型直升機(jī)的有限時(shí)間懸停控制和前飛控制。
　　首先，本文建立了模型直升機(jī)數(shù)學(xué)模型。為此，本文將模型直升機(jī)分解成機(jī)身，主旋翼，平衡桿，尾旋翼，水平尾翼和垂直尾翼等六個(gè)子系統(tǒng)。然后分別對(duì)這六個(gè)子系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型，并且通過分析這些子系統(tǒng)之間的耦合關(guān)

2、系得到完整的模型直升機(jī)的數(shù)學(xué)模型。此外，本文著重分析了模型直升機(jī)平衡桿的揮舞運(yùn)動(dòng)學(xué)，以及其與主旋翼?yè)]舞運(yùn)動(dòng)學(xué)之間的關(guān)系。同時(shí)，本文對(duì)模型直升機(jī)在近似懸停的狀態(tài)下的部分氣動(dòng)模型進(jìn)行了線性化簡(jiǎn)化。
　　其次，本文采用多回路控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了模型直升機(jī)的懸停控制器?？紤]到模型直升機(jī)欠驅(qū)動(dòng)特性，以及平動(dòng)回路和姿態(tài)回路的級(jí)聯(lián)特性，本文采用多回路控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了模型直升機(jī)的懸?？刂破?。其中，針對(duì)平動(dòng)回路設(shè)計(jì)了有限時(shí)間滑模變結(jié)構(gòu)控制器，姿態(tài)回路采用了

3、PID控制器。通過比較幾種終端滑模面和趨近律優(yōu)劣，選擇了一種合適的終端滑模面和趨近律?；趹彝顟B(tài)的定義，本文使用該終端滑模和趨近律設(shè)計(jì)了模型直升機(jī)的有限時(shí)間懸?？刂破鳌Ｍㄟ^仿真發(fā)現(xiàn)控制器存在的抖振現(xiàn)象，因而本文使用了一種連續(xù)函數(shù)來代替終端滑模中的符號(hào)函數(shù)，并通過仿真驗(yàn)證了使用該函數(shù)能有效的減弱抖振。
　　最后，本文將有限時(shí)間滑模變結(jié)構(gòu)控制方法應(yīng)用到前飛控制器的設(shè)計(jì)?；谇帮w狀態(tài)的定義，本文使用相同的方法設(shè)計(jì)了模型直升機(jī)的有限時(shí)間