小型無人直升機懸停與低速段飛行控制律研究.pdf

1、懸停和低速機動是無人直升機特有的飛行能力，也是無人直升機執(zhí)行任務的主要飛行包線，這種特殊性給無人直升機飛行控制帶來諸多困難。懸停低速段的無人直升機對象特性復雜，易受外界干擾的影響，存在嚴重的安全隱患，因此研究無人直升機懸停低速段的飛行控制律，有效解決飛行過程中遇到的各種問題，具有很重要的工程現實意義。本文針對懸停低速段的對象特性設計飛行控制律解決無人直升機懸停低速段的飛行控制問題。
　　懸停低速段無人直升機的氣動特性復雜，旋翼高速

2、旋轉，機身、平尾和垂尾都處于旋翼尾流的影響中，機體自身氣動力不足，機身像是吊在旋翼錐體的下面，要改變機身的姿態(tài)需要提供很大的操縱量，根據無人直升機這一對象特點，與固定翼飛機中利用姿態(tài)來控制飛機的飛行有所不同，無人直升機在懸停和低速段飛行控制時，將姿態(tài)僅作阻尼和增穩(wěn)內回路，外環(huán)回路引入加速度信號參與速度或位置控制律的設計。針對縱橫向的控制問題，提出基于常規(guī)速度的控制方案、基于加速度阻尼的控制方案和基于加速度指令的控制方案等三種，并進行了對

3、比分析和研究。高度通道和航向通道是四個通道中容易控制的兩個通道，采用基于PID反饋和前饋補償復合控制方法。根據無人直升機懸停低速段的基本能力，設計了懸停低速段的飛行模態(tài)，各個飛行模態(tài)是四個通道控制律的功能結合，從而實現懸停低速段的各種飛行功能。
　　根據飛行控制律設計的方法和步驟，本文設計和開發(fā)了無人直升機控制律設計軟件包，以簡化控制律的設計流程。基于上述的無人直升機控制律方案設計具體的控制參數，研究和分析了不同控制方案的特性差異