无人直升机前飞段纵向控制技术研究

《无人直升机前飞段纵向控制技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：V249论文编号：102870318-SX186学科分类号：081105硕士学位论文无人直升机前飞段纵向控制技术研究研究生姓名石启昌学科、专业导航、制导与控制研究方向导航、制导与控制指导教师黄一敏研究员南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonLongitudinalControlTechnologyinForwardFlightofUnmannedHelicop

2、terADissertationinControlEngineeringbyShiQichangAdvisedbyProf.HuangYiminSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018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

3、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：南京航空航天大学硕士学位论文摘要为了进一步完善无人直升机前飞段纵向控制技术，本文分别对高度/速度的协调控制、发动机功率保护的安全控制、直升机模型RotorLib的二次开发进行研究。首先为了实现高度/速度的协调控制。本文首先从操纵性耦合和状态耦合两个方面论证高度和速度的耦合，而后基于纵向周期变距补偿和总距补偿两种方法分别实现高度和速度的协调控制，实现结果表明基于总距补偿的高度/速度协调控制效果略优于基于纵向周期变距补偿的高度/速

4、度协调控制，最终本文通过风干扰以及重心/质量不确定性验证了基于总距补偿的高度/速度协调控制的鲁棒性。其次为了确保飞行安全，提高无人直升机的作业能力，本文进行保护发动机功率方面研究。本文首先分析高度和温度对发动机功率的影响，统计不同飞行状态下的发动机功率需求，而后对发动机功率不足的情形进行仿真分析，最终通过发动机转速触发升降速度自调节的开环控制、发动机转速触发总距和升降速度调节的开环控制、升降速度反馈发动机转速的闭环控制三种方法实现发动机功率保护的安全控制。实现结果表明升降速度反馈发动机转速的闭环控制效果最佳。最后为了进一步完善RotorLib建模方法，本文通过二次开发封装实现了其质

5、量、重心、转动惯量、力四种不确定性功能。同时为了节省购买M语言版本的经费和统一实验室开发环境，本文使用CMEX技术、小扰动原理实现了MATLAB下的配平线性化功能。关键词：无人直升机，高度/速度协调控制，发动机功率保护，安全控制，RotorLib，配平线性化开发i无人直升机前飞段纵向控制技术研究ABSTRACTInordertofurtherimprovetheverticalcontroltechnologyofunmannedhelicopteratforwardflight,thedissertationstudiedthecoordinatedcontrolofheight

6、/speed,thesafetycontrolofenginepowerprotectionandthesecondarydevelopmentofhelicoptermodelRotorLibrespectively.Firstinordertoachievethecoordinatedcontrolofheightandspeed.thisdissertationfirstfromthecouplingofmaneuverabilityandstatecouplingdemonstratedthecouplingofheightandspeed,andthen,basedont

7、helongitudinalcyclepitchcompensationandcollectivepitchcompensation,respectively,toachievetheheightandspeedofthecoordinatedcontrol，theresultsshowthattheheight/speedcoordinatedcontrolbasedoncollectivepitchcompensationachievesbetterresults