论文摘要
涵道式无人飞行器具有垂直起降、空中悬停、前后左右机动的能力,不需要复杂的发射装置和回收系统,因此,其优势得天独厚。它可以广泛用于炮兵射击训练、陆军的情报侦察与战场监视以及海军的中远程监视。根据打赢高技术局部战争的需要,对提高我军信息化作战能力,适应未来的作战环境,涵道式无人飞行器技术已列为战略性的长远发展计划。本文结合涵道式无人飞行器国内外的发展现状,就其动力学建模和控制问题进行了研究。首先结合叶素理论和动量理论,对飞行器的旋翼进行建模。利用刚体动力学的相关知识,建立了无人飞行器六自由度模型,并对其空气动力学部件进行了详细的分析,建立了无人飞行器的非线性模型。并利用小扰动原理对此非线性强耦合模型进行了线性化处理。首先运用传统PID控制,对无人飞行器进行控制,仿真结果表明,PID控制器可以对无人飞行器进行控制,但是PID控制是建立在线性化模型的基础上的,依赖于系统模型精确性。其对无人飞行器飞行过程中存在的各种不确定因素适应性不好,所以需要一种鲁棒性强的控制算法。本文采用H_∞控制算法,并对系统进行了仿真。仿真结果表明,鲁棒控制对无人飞行器的控制效果更为优秀,更能适应系统的参数不确定性,提高系统的鲁棒性。通过两种控制方法的比较,充分体现了鲁棒控制方法在该系统设计中的优势。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题来源及研究的目的和意义1.2 无人机应用概述1.3 国内外发展现状与发展趋势1.3.1 国内外发展现状1.3.2 无人机的发展趋势1.4 无人飞行器飞控技术发展1.5 本文主要研究内容第2章 无人飞行器的动力学分析2.1 坐标系的建立2.2 机身重力对飞行器影响2.3 旋翼的空气动力学分析2.3.1 叶素理论2.3.2 动量理论2.3.3 旋翼动力学建模2.4 涵道的空气动力学分析2.4.1 采用的数值解法及实现2.4.2 控制方程2.4.3 初始条件和边界条件2.4.4 仿真计算2.5 本章小结第3章 无人飞行器的建模3.1 无人飞行器建模中的几点假设3.1.1 无人飞行器的刚体模型3.1.2 大气模型3.1.3 小扰动假设3.2 无人飞行器运动方程的一般形式3.3 小扰动原理3.4 运动方程的小扰动线性化3.5 本章小结第4章 无人飞行器的控制方法研究4.1 无人飞行器的PID 控制4.1.1 PID 控制方法介绍4.1.2 PID 控制器设计4.1.3 三轴混合控制∞控制的无人飞行器的鲁棒控制'>4.2 基于H∞控制的无人飞行器的鲁棒控制∞控制方法设计思路'>4.2.1 H∞控制方法设计思路∞控制问题'>4.2.2 标准的H∞控制问题∞控制方法'>4.2.3 状态反馈H∞控制方法∞控制器设计'>4.2.4 H∞控制器设计∞控制器仿真结果'>4.2.5 H∞控制器仿真结果4.3 本章小结结论参考文献攻读学位期间发表的学术论文致谢
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标签：无人飞行器论文; 空气动力学论文; 控制论文; 鲁棒控制论文;
