纵置双涵道陆空车辆模型辨识与验证

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1、纵置双涵道陆空车辆模型辨识与验证韦正超2015年6月中图分类号：UDC分类号：纵置双涵道陆空车辆模型辨识与验证作者姓名韦正超学院名称机械与车辆学院指导教师马越副教授答辩委员会主席闫清东教授申请学位工程硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月TheResearchofModelingBasedOnSystemIdentificationandValidationforTandemDuctedFanLandandAirVehicleCandidateName：ZhengchaoWeiSchoolorDepartment:SchoolofMe

2、chanicalEngineeringFacultyMentor:AssociateProf.YueMaChair,ThesisCommittee：Prof.QingdongYanDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：VehicleEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包

3、含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要陆空车辆是一种具备陆地行驶能力以及空中巡航飞行性能的多用途综合交通工具，其对多种环境的良好适应能力使得其可以在军用领域和民用领域得到广泛的应用。陆空车辆的飞行控制需要在精确的陆空车辆飞行气动模型上进行设计开发。因而精确建模技术是进行陆空车辆飞行控制研究、甚至实现自主飞行以及相关实验研究的基础性工作。为获取准确可靠的陆空车辆飞行

4、气动模型，本文以纵置双涵道陆空车辆缩比模型为研究参照，开展了以下研究工作：（1）对纵置双涵道陆空车辆的结构与工作原理进行了介绍，对陆空车辆驱动系统进行了机理分析，获取了控制信号到旋桨转速输出的传递函数模型。结合叶素理论以及常用气动力计算理论以及牛顿‐欧拉刚体运动方程得出了陆空车辆的非线性动力学方程。然后对获取的非线性方程在悬停工况点进行小扰动线性化处理，建立了陆空车辆角动态运动通道的状态空间方程的模型。（2）基于频域辨识理论，对陆空车辆模型的辨识实验进行了方案设计，并设计编制了相应的数据采集软件。（3）对无刷直流电机驱动系统与伺服舵机开展了辨识实验研究，获取了相应的

5、传递函数模型，并进行了时域验证。（4）进行陆空车辆悬停工况下的角动态多通道模型辨识实验。首先结合陆空车辆角动态运动通道的单通道的机理模型结构，采用频域辨识理论对其简化传递函数模型进行的参数估计辨识，为多通道辨识提供初值依据。然后考虑通道之间的耦合关系，进行双通道状态空间模型的辨识研究，获取了双通道状态空间模型，并依据该模型结构辨识得到机理线性化模型中待定参数，并对获取的辨识模型进行时域验证。最后，对全文研究进行了总结，并提出了需进一步研究的方向。关键词：涵道陆空车辆；机理建模；CIFER；频域辨识；时域验证I北京理工大学硕士学位论文AbstractLandandai

6、rvehiclecanbeappliedwidelyinbothmilitaryandcivilianareasasakindofintegratedtransportationtoolwhichisabletorunonthelandandflyintheair.Inordertoobtaintheexcellentcontrolperformanceforthelandandairvehicle,amathematicalmodelthataccuratelydescribesthevehicle’sdynamicsisalwaysrequired.Howeve

7、r,thehighnonlinearities,cross-couplingsanddynamicuncertaintiesoflandandairvehiclebringaboutthemaindifficultiesinmechanismmodelingespeciallywhentheresearchersdon’thaveenoughexperienceabouttheaerodynamics.Inthispaper,themodelingofthescaletandemductedfanlandandairvehiclemodelcombiningth