无人自转旋翼机自动着陆控制技术研究

发布时间：2024-04-03 03:54

　　自转旋翼机是一种以自转旋翼作为升力面、螺旋桨推力为前进动力的旋翼类飞行器。本文以某型无人自转旋翼机为研究对象,针对其飞行控制存在的难点,开展了自动着陆飞行控制策略的研究,并最终通过仿真与飞行试验,验证了所设计控制策略的可靠性与适用性。本文首先依据机体各部件独立建模的思想,得到对象旋翼机的非线性动力学模型。在此基础上,分析了速度控制对于旋翼机飞行安全的必要性,并指出对象旋翼机自动着陆过程中的两个控制问题:俯仰角对速度影响剧烈、发动机滑流对横侧向通道干扰强烈,为后续控制策略的设计奠定基础。然后针对直线下滑段速度、高度需同步控制的问题,对比研究了两种纵向控制策略,通过各种不确定性仿真验证以及理论分析,采用油门控高度、桨盘控速度的方式能够有效解决同步控制的问题,提高对象旋翼机飞行的安全性。针对近地拉起段触地姿态与速度的协调控制问题,对比研究了开环补偿法和闭环控制法:开环控制策略能够保证飞行安全性,但鲁棒性较差;基于高度反馈的闭环策略具有更强的抗干扰性与实用性。针对自动着陆过程中横侧向控制的要求和难点,引入航线预着陆段并详细设计自动着陆的横侧向控制律,保证对象旋翼机着陆过程中航迹控制的快速性与精...

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1本森-001旋翼机

；其余机体部件与常规无人机保持一致。典型的自转旋翼机如图1.1、图1.2所示。图1.1本森-001旋翼机图1.2马格尼-M16旋翼机无人自转旋翼机前飞时，机上无动力旋翼依靠前方相对来流吹风自转，不但可以为旋翼机提供升力，而且可以通过操纵桨盘纵向或横向倾角进而改变旋....

图1.2马格尼-M16旋翼机无人自转旋翼机前飞时，机上无动力旋翼依靠前方相对来流吹风自转，不但可以为旋翼机

；其余机体部件与常规无人机保持一致。典型的自转旋翼机如图1.1、图1.2所示。图1.1本森-001旋翼机图1.2马格尼-M16旋翼机无人自转旋翼机前飞时，机上无动力旋翼依靠前方相对来流吹风自转，不但可以为旋翼机提供升力，而且可以通过操纵桨盘纵向或横向倾角进而改变旋....

图1.3对象无人自转旋翼机外形表1.2研究对象

无人自转旋翼机的飞行与研究开始成为时代热点。本课题的研究对象，来源于某民营公司无人自转旋翼机飞行控制系统的型号研制任务，其外形及气动构型示意图如图1.3及1.4所示。该型号无人自转旋翼机采用常规的旋翼机气动构型，包含跷跷板式定桨距旋翼，活塞式螺旋桨发动机、方向舵、机身、前三点式起....

图3.1下滑轨迹线设计图

无人自转旋翼机自动着陆控制技术研究2502381tan(6)slideXm(3考虑直线下滑段之前阶段为进场平飞段，规划着陆段总航程0X2500m。直线下滑段续阶段为近地拉起段，需要无人自转旋翼机在距地某一决断高度不再跟踪下滑轨迹线，进速与姿态拉起，实现安全着陆....

本文编号：3946676