小型无人直升机hil仿真技术研究

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1、中图分类号：TP273论文编号：102870314-S216学科分类号：081101硕士学位论文小型无人直升机HIL仿真技术研究研究生姓名孙雪学科、专业控制理论与控制工程研究方向飞行控制系统仿真指导教师王道波教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一四年三月万方数据万方数据NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringTheHILSimulationTechno

2、logyResearchForASmallUAHSystemAThesisinControlTheoryandControlEngineeringbySunXueAdvisedbyProfessorWangDaoboSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch，2014万方数据万方数据承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特

3、别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：万方数据万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要仿真技术在无人直升机飞控系统的设计、研制中起到了尤其重要的作用，是无人直升机地面试验的主要内容。本文以某型常规布局无人直升机为

4、对象，研究了无人直升机各组件与整体的数学建模、基本控制回路和基本控制规律，开展了无人直升机飞行控制系统HIL仿真技术的研究，进行了某型无人直升机飞控系统的HIL仿真试验，分析了仿真结果，对所建立的HIL仿真系统应用模糊层次分析法进行了置信度分析。本文首先对某型常规布局式无人直升机的构型作了介绍，对其各组件和整体进行分析后建立数学模模，应用“小扰动”方法对数学模型进行线性化。基于建立的数学模型，研究基本控制回路，设计控制规律。论述仿真技术在飞控系统研制的目的和作用，对HIL仿真技术进行着重研究，根据接

5、入回路中实物的不同将其分成飞控计算机在回路、传感器在回路、舵机在回路、全系统在回路和人在回路仿真五种HIL仿真，研究每种HIL仿真的结构和特点，对在HIL仿真中常用的物理效应设备展开研究。针对舵机力加载器控制器参数较多，试凑法不利于参数优化，本文提出了一种基于迭代相关控制方法的力加载器控制器设计方法，对该方法进行仿真试验，结果表明所提出的方法能够获得良好的控制性能。最后，本文开展了对某型无人直升机飞控系统HIL仿真的研究和试验。根据要求开发了包括动力学仿真软件、遥控遥测软件和视景软件在内的飞控系统仿

6、真软件，分别进行了飞控计算机在回路仿真试验、舵机在回路仿真试验和包括飞控计算机、传感器、执行机构和数据通信等在内的全系统在回路HIL仿真试验，对仿真结果进行分析总结，验证了整套无人直升机飞控系统HIL仿真试验的有效性。关键词：无人直升机，HIL仿真，迭代相关校正控制法，置信度i万方数据小型无人直升机HIL仿真技术研究AbstractThesimulationtechnologyplaysaparticularlyimportantroleinthedesignandofUAHflightcontro

7、lsystem,anditisalsothemainwaytotestintheground.Basedonatypeofsinglerotorheli-copter,thisthesisoutlinesitsmathematicalmodelandbasiccontrolloopandthecontrollaw.ThispaperfocusesontheanalysisandresearchofHILsimulationofUAHflightcontrolsystem.Andbasedonthet

8、ypeofUAH,thethesisdoestheHILsimulationexperimentandanalyzestheresultandthesimulationconfidence.Firstly,thepaperintroducesasinglerotorUAHanditscomponentsandoveralldynamicsanaly-sisaftertheestablishmentofthemathematicalmodeling.Thenthispa