微小型無人機電機驅(qū)動設計及飛行姿態(tài)仿真.pdf

1、微小型無人機因其體積小、重量輕、隱蔽性和機動性好、易實現(xiàn)懸停和超低空飛行等優(yōu)點，在軍事和民用領域都得到了廣泛的發(fā)展。實踐證明，無人機不僅是一種很好的空中作業(yè)平臺，而且是多門學科的理論研究平臺。舵機回路是微小型無人機的重要組成部分，直接關系到無人機飛行性能的好壞。直流無刷舵機回路以其優(yōu)良的電氣、機械特性逐步取代了傳統(tǒng)的交流舵機回路。飛行控制系統(tǒng)仿真技術(shù)是設計和研究微小型無人機的必不可少的手段，便于對系統(tǒng)性能作出評價、調(diào)試及修改。本文中主要

2、針對無人機的舵機回路及飛行控制仿真技術(shù)進行研究。
　　 文中根據(jù)微小型無人機性能的要求，選取了適合的直流無刷電機，并對其原理進行分析，制定了設計方案。論文首先采用PIC16F877單片機作為控制芯片，設計了直流無刷電機驅(qū)動電路，通過設計外圍電路和程序調(diào)試，使電機能夠平穩(wěn)啟動及運行。然后，在此研究基礎上文中提出了另一種對比設計方案。采用具有高集成度的專用電機驅(qū)動控制芯片ML4425設計硬件電路，大大縮小了電路板的體積，簡化了設計過

3、程。實驗證明，該設計方案能夠更好的滿足直流無刷電機驅(qū)動的各項性能要求，實驗效果良好。
　　 舵機回路是無人機飛行控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，按照飛行控制系統(tǒng)所給出的指令驅(qū)動舵面，調(diào)整無人機的飛行姿態(tài)和航跡。本文中針對無人機飛行控制系統(tǒng)進行了仿真分析及研究。建立了微小型無人機的數(shù)學模型，并對其動力學及運動學方程進行解耦和線性化處理，推導出了無人機在俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航、橫側(cè)向等姿態(tài)的狀態(tài)方程。通過設計控制器，優(yōu)化了無人機的飛行性能。仿真結(jié)果表