小型無人直升機(jī)應(yīng)用范圍廣泛,覆蓋了軍事、民用及科研等領(lǐng)域。但是小型無人直升機(jī)系統(tǒng)具有多變量、強(qiáng)耦合、時變性、非線性等特點(diǎn),使控制變得非常困難。針對以上問題,本文提出了一種基于擾動觀測器的高性能飛行控制算法。具體而言,本文的研究工作主要包括以下幾個方面:(1)對小型無人直升機(jī)各部件的受力情況進(jìn)行分析,根據(jù)機(jī)理建模方法建立了小型無人直升機(jī)的非線性數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了合理的簡化,為控制器的設(shè)計奠定基礎(chǔ)。(2)針對小型無人直升機(jī)的軌跡追蹤問題,本文首先利用傳統(tǒng)滑�？刂扑惴ㄔO(shè)計了小型無人直升機(jī)系統(tǒng)的位置環(huán)控制器和姿態(tài)環(huán)控制器。然后針對傳統(tǒng)滑�？刂扑惴ǔ霈F(xiàn)的收斂速度慢和抖振嚴(yán)重問題,本文設(shè)計了快速終端滑�？刂扑惴�,有效提升了收斂速度,設(shè)計了干擾觀測器用來補(bǔ)償外部干擾和系統(tǒng)內(nèi)部不確定性,從而減輕抖振。針對以上兩種飛行控制算法,本文均利用Lyapunov定理證明了系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性,利用SIMULINK仿真驗證了控制算法的有效性。(3)根據(jù)無人直升機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,完成了飛控系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。搭建飛行試驗平臺,進(jìn)行了小型無人直升機(jī)姿態(tài)控制飛行實(shí)驗,驗證了快速終端滑�？刂扑惴ǖ目刂菩阅芎涂刂破焚|(zhì)。
【學(xué)位單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V275.1;V249.1
【部分圖文】：

-2-b) Fazer R c) Fazer R G2圖 1-1 雅馬哈無人直升機(jī)Figure 1-1 Yamaha Unmanned Helicopter(2)美國的佐治亞理工學(xué)院佐治亞理工學(xué)院以 RMAX 為基礎(chǔ)進(jìn)一步開發(fā)出無人直升機(jī) GTMax[17]，如2 所示，該無人直升機(jī)在飛行控制系統(tǒng)上搭載了導(dǎo)航模塊以及視覺處理模塊加入了路徑規(guī)劃算法，最終成功實(shí)現(xiàn)自主起降功能、懸停功能和機(jī)動飛行功

圖 1-2 佐治亞理工學(xué)院 GTMaxFigure1-2 Yamaha Unmanned Helicopter加坡國立大學(xué)坡國立大學(xué)的小型無人直升機(jī)研究課題組，以 Raptor 90SE 直升機(jī)開發(fā)出了 SheLion (如圖 1-3 所示)和 HeLion (如圖 1-4 所示)小型無[1]。該小組將機(jī)理建模與系統(tǒng)辨識兩種方法有機(jī)結(jié)合，建立的直升機(jī)更高的精確度。

圖 1-2 佐治亞理工學(xué)院 GTMaxFigure1-2 Yamaha Unmanned Helicopter(3)新加坡國立大學(xué)新加坡國立大學(xué)的小型無人直升機(jī)研究課題組，以 Raptor 90SE 直升機(jī)為研究基礎(chǔ)，開發(fā)出了 SheLion (如圖 1-3 所示)和 HeLion (如圖 1-4 所示)小型無人直升機(jī)系統(tǒng)[1]。該小組將機(jī)理建模與系統(tǒng)辨識兩種方法有機(jī)結(jié)合，建立的直升機(jī)仿真模型具有更高的精確度。
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本文編號：2845731