小型无人直升机飞行控制系统研究

论文题目: 小型无人直升机飞行控制系统研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 信息与通信工程

作者: 王德宇

导师: 刘云辉

关键词: 无人直升机,动力学模型,控制律,飞行控制系统,舵机控制,实验平台

文献来源: 国防科学技术大学

发表年度: 2005

论文摘要: 对小型无人直升机的飞行控制目前是国际上的一个研究热点。无人直升机的控制方式主要局限于遥控飞行,对自主飞行控制的研究则方兴未艾。现代无人直升机飞行控制系统一般由飞行控制计算机、伺服驱动机构、传感器、地面监测控制等分系统组成。本文首先对直升机的飞行特性进行了研究,并且对飞行动力数学模型做了初步探讨,尤其对在悬停状态下的数学模型做了较为详尽的公式推导和控制器的算法设计。然后对高稳定性无人机飞行控制系统进行了系统原理分析和控制律原理分析,提出了设计任务以及应遵循的主要设计原则。最后根据无人直升机模型性能,在硬件和软件上设计并实现了基于μPSD3234A单片机的舵机控制系统,搭建了一种小型无人直升机模型飞行控制实验平台。并且结合国家863项目"基于多机器人群和移动通信网络的分散分布式主动传感系统1",在该实验平台上实现了基于Ad hoc无线局域网的信息传输,特别是实现了图像的无线传输。

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表目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 无人直升机飞行控制特点

1.2 无人直升机飞行控制研究背景及发展趋势

1.2.1 无人直升机飞行控制研究背景

1.2.2 无人直升机的发展趋势

1.3 课题来源

1.4 本论文的研究内容与组织

第二章直升机飞行特性及其动力学模型

2.1 直升机飞行特性

2.1.1 直升机的稳定性

2.1.2 直升机操纵特性

2.2 无人直升机自动飞行控制动力学模型

2.3 本章小结

第三章无人直升机控制系统设计方案

3.1 控制系统设计原理

3.1.1 开环控制、闭环（反馈）控制、复合控制与现代控制

3.1.2 模拟控制与数字控制

3.1.3 冗余度控制

3.1.4 串联控制

3.2 无人直升机飞行控制规律研究

3.2.1 阻尼增稳控制

3.2.2 姿态角速率增稳控制

3.2.3 高度控制

3.2.4 航迹规划与航迹控制

3.3 无人直升机控制系统硬件设计要求及总体结构

3.3.1 无人直升机控制系统所要实现的功能

3.3.2 无人直升机飞行控制设计要求

3.3.3 飞控系统的组成及要求

3.3.4 综合飞行控制系统总体结构

3.4 本章小结

第四章一种小型无人直升机模型飞行控制实验平台的设计

4.1 无人直升机模型遥控原理

4.1.1 模型直升飞机简介

4.1.2 四通道比例遥控器及其工作原理

4.1.3 舵机的工作原理

4.2 无人直升机飞行控制平台的设计

4.2.1 飞控计算机模块

4.2.2 舵机控制系统设计

4.2.3 电源模块

4.2.4 通信模块

4.2.5 传感器与信号调理模块

4.2.6 陀螺仪的应用

4.3 控制软件的编译

4.4 基于Ad hoc 无线局域网信息传输的实现

4.5 本章小结

第五章结束语

5.1 本文工作总结

5.2 下一步要做的工作

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

发布时间: 2006-09-14

参考文献

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[3].小型无人直升机非线性控制律设计与仿真[D]. 尹协文.南京航空航天大学2011
[4].微小型无人直升机航姿融合和控制技术研究[D]. 余彦霖.南京航空航天大学2015
[5].大气扰动下无人直升机悬停/小速度段位置控制律设计[D]. 王刚强.南京航空航天大学2013
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[7].基于输出调节器的小型无人直升机抗风干扰控制器设计[D]. 尹路.哈尔滨工业大学2018
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[9].无人直升机混合动力驱动技术研究[D]. 黄波.电子科技大学2018
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小型无人直升机飞行控制系统研究

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