小型无人直升机飞行控制关键技术研究

bb20920d · 发表于 2022-5-5 08:31:11

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雅宝题库解析：
小型无人直升机具有体积小、质量轻、成本低、可垂直起降和定点悬停、机动灵活、隐蔽性好等优点，加载飞行控制系统以后可以实现超视距飞行，近年来一直是国内外的研究热点。本文针对单旋翼带尾桨的小型无人直升机飞行控制的关键题目进行了相关研究工作，设计制作了一个低成本、可靠性较高、可扩展性强的小型无人直升机飞行控制系统。论文根据小型无人直升机的结构特点，建立了其在悬停状态下的小扰动线性化数学模型，并结合实际试飞体验，对其动力学特性、耦合性进行了分析。研究了小型无人直升机在悬停状态下的控制策略，采用了内/外回路的控制结构，内回路采用状态反馈解耦和极点配置实现了系统的增稳和解耦。在外回路采用PID控制实现了姿态保持和跟踪控制，并通过仿真验证了控制效果。此外，在分析了发动机模型的基础上提出了相应的发动机控制策略和控制律。根据小型无人直升机飞行控制要求，采用模块化技术，设计了一个基于DSC+FPGA的嵌入式飞行控制计算机系统，并完成了系统软硬件调试；实现了数据采集、数据传输以及小型无人直升机悬停状态下的姿态控制。通过改变软件配置使其具备多种控制模式，以适应不同的飞行控制实验需求。本文针对小型无人直升机所设计的飞行控制计算机，具有较高的性能和可扩展能力，为后续小型无人直升机和多操纵面无人飞行器飞行控制律的研究工作提供了很好的工程验证平台。

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