小型無人直升機(jī)懸停與低速段飛行控制律研究.pdf

1、懸停和低速機(jī)動(dòng)是無人直升機(jī)特有的飛行能力，也是無人直升機(jī)執(zhí)行任務(wù)的主要飛行包線，這種特殊性給無人直升機(jī)飛行控制帶來諸多困難。懸停低速段的無人直升機(jī)對(duì)象特性復(fù)雜，易受外界干擾的影響，存在嚴(yán)重的安全隱患，因此研究無人直升機(jī)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(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)懸停低速段的對(duì)象特性設(shè)計(jì)飛行控制律解決無人直升機(jī)懸停低速段的飛行控制問題。
　　懸停低速段無人直升機(jī)的氣動(dòng)特性復(fù)雜，旋翼高速

2、旋轉(zhuǎn)，機(jī)身、平尾和垂尾都處于旋翼尾流的影響中，機(jī)體自身氣動(dòng)力不足，機(jī)身像是吊在旋翼錐體的下面，要改變機(jī)身的姿態(tài)需要提供很大的操縱量，根據(jù)無人直升機(jī)這一對(duì)象特點(diǎn)，與固定翼飛機(jī)中利用姿態(tài)來控制飛機(jī)的飛行有所不同，無人直升機(jī)在懸停和低速段飛行控制時(shí)，將姿態(tài)僅作阻尼和增穩(wěn)內(nèi)回路，外環(huán)回路引入加速度信號(hào)參與速度或位置控制律的設(shè)計(jì)。針對(duì)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(jìn)行了對(duì)

3、比分析和研究。高度通道和航向通道是四個(gè)通道中容易控制的兩個(gè)通道，采用基于PID反饋和前饋補(bǔ)償復(fù)合控制方法。根據(jù)無人直升機(jī)懸停低速段的基本能力，設(shè)計(jì)了懸停低速段的飛行模態(tài)，各個(gè)飛行模態(tài)是四個(gè)通道控制律的功能結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)懸停低速段的各種飛行功能。
　　根據(jù)飛行控制律設(shè)計(jì)的方法和步驟，本文設(shè)計(jì)和開發(fā)了無人直升機(jī)控制律設(shè)計(jì)軟件包，以簡(jiǎn)化控制律的設(shè)計(jì)流程。基于上述的無人直升機(jī)控制律方案設(shè)計(jì)具體的控制參數(shù)，研究和分析了不同控制方案的特性差異