检索结果-内蒙古大学图书馆

系统仿真学报 2007年第13期19卷 3047-3051页

作者：赵新刚姜哲韩建达刘光军中科院沈阳自动化所机器人重点实验室加拿大瑞森大学航空与航天工程学院

提出了一种新的模型直升机航向控制算法。针对具有模型不确定性的直升机航向线性模型,提出了一种具有自适应机制的最优保性能控制器。该控制策略通过引入自适应机制降低固定增益控制器所固有的保守性,并且控制器的反馈增益应用线性矩阵... 详细信息

提出了一种新的模型直升机航向控制算法。针对具有模型不确定性的直升机航向线性模型,提出了一种具有自适应机制的最优保性能控制器。该控制策略通过引入自适应机制降低固定增益控制器所固有的保守性,并且控制器的反馈增益应用线性矩阵不等式(LMIs)方法解得。理论分析和数字仿真表明所设计的控制器具有良好的鲁棒稳定性能。

关键词：模型直升机自适应控制保性能控制鲁棒性

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模型直升机垂直通道的改进最小二乘辨识方法

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计算机工程与应用 2006年第22期42卷 189-191页

作者：赵志刚吕恬生王庚张亚欧杜建福上海交通大学机械工程学院上海200023 上海交通大学电信工程学院上海200023

分析了模型直升机悬停时垂直方向的位移与总距输入之间的关系,建立了一个参数化模型,设计进行了试验并采集得到了用于辨识的输入输出数据。针对所建参数化模型的特殊性,采用了一种改进的最小二乘法进行参数辨识,得出了解析化的关系式,... 详细信息

分析了模型直升机悬停时垂直方向的位移与总距输入之间的关系,建立了一个参数化模型,设计进行了试验并采集得到了用于辨识的输入输出数据。针对所建参数化模型的特殊性,采用了一种改进的最小二乘法进行参数辨识,得出了解析化的关系式,为进一步分析模型直升机垂直通道的特性和飞行控制系统设计提供了基础。

关键词：模型直升机模型结构系统辨识最小二乘法

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模型直升机自动飞行仿真

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系统仿真学报 2004年第9期16卷 2112-2114页

作者：王三喜韩波浙江大学工业控制技术研究所杭州浙江310027

模型直升机的自动飞行控制系统是一个以计算机技术为基础的复杂系统,建立完善的仿真平台是模型直升机自动飞行控制研究中非常重要的一部分。本文以Raptor?60模型直升机为研究对象,详细介绍了如何建立仿真平台、如何利用仿真平台验证数... 详细信息

模型直升机的自动飞行控制系统是一个以计算机技术为基础的复杂系统,建立完善的仿真平台是模型直升机自动飞行控制研究中非常重要的一部分。本文以Raptor?60模型直升机为研究对象,详细介绍了如何建立仿真平台、如何利用仿真平台验证数学模型,以及如何利用仿真平台对机载平台进行软硬件测试,包括利用SITL(software-in-the-loop)来测试控制算法和利用HITL(hardware-in-the-loop)来测试伺服器动态特性、机载控制器的实时能力和工作性能。

关键词：模型直升机自动飞行仿真仿真测试

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模型直升机建模和双核架构飞控系统设计

模型直升机建模和双核架构飞控系统设计

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作者：鲁盈悦南京航空航天大学

学位级别：硕士

微小型无人直升机由于其独特的飞行特性和广阔的应用背景，成为无人飞行器领域的研究热点。本文以模型直升机为研究对象，以自动悬停为控制目标，为其设计了一套功能完备的飞行控制系统软硬件，将其改造成具有自动控制功能的微小型无人... 详细信息

微小型无人直升机由于其独特的飞行特性和广阔的应用背景，成为无人飞行器领域的研究热点。本文以模型直升机为研究对象，以自动悬停为控制目标，为其设计了一套功能完备的飞行控制系统软硬件，将其改造成具有自动控制功能的微小型无人直升机，具体研究内容如下：首先，使用机理建模和辨识建模相结合的方法建立了模型直升机自动悬停状态下的模型。通过动力学分析建立模型直升机的数学模型，得到去耦简化的线性状态方程；在此基础上，开展扫频实验，运用基于偏相干分析的频域辨识方法得到其俯仰通道和横滚通道的传递函数，并通过交叉验证的手段确定了所建模型的可靠性和适应性。其次，设计并完成了模型直升机自动飞行控制系统的软硬件。从任务需求和功能实现的角度出发，制定了飞控系统总体设计方案，包括飞行控制计算机、传感器系统、执行机构、无线通信链路、地面监控站几部分，其中飞行控制计算机采用DSP+FPGA的双核架构，以实现任务的合理分配和管理。在此基础上，完成了飞控板的硬件制作，设计了各微控制器的软件结构并完成了开环软件编写。接着，提出了一种基于经典控制理论的自动飞行控制律设计。建立了包括姿态保持回路、高度保持回路、速度保持回路等在内的串级多回路PID控制律设计方案，并针对建模得到的单通道传递函数模型，设计了连续系统下的控制律，进一步将其离散化处理，便于运用到实际飞控系统中去。最后，整合模型直升机飞行控制系统的软硬件，开展了实际试飞实验。通过地面静态实验验证了本文设计的飞控系统的功能完备性，并进行了场地飞行实验，通过不断调节PID参数确定准确的自动飞行控制律。测试表明，本文设计的飞控系统软硬件正确可行，加装该飞控系统的模型直升机能很好地实现自动悬停功能。

关键词：模型直升机飞行控制系统建模 DSP FPGA 自动飞行控制律

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模型直升机有限时间滑模变结构控制

模型直升机有限时间滑模变结构控制

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作者：查启繁哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近十年,无人直升机的飞控技术得到了快速发展,无人直升机的有限时间控制技术也越来越被关注。并且在某些应用中需要无人直升机在有限的时间内达到悬停,例如无人机编队飞行。基于此,本文利用终端滑模来实现模型直升机的有限时间悬停控制... 详细信息

近十年,无人直升机的飞控技术得到了快速发展,无人直升机的有限时间控制技术也越来越被关注。并且在某些应用中需要无人直升机在有限的时间内达到悬停,例如无人机编队飞行。基于此,本文利用终端滑模来实现模型直升机的有限时间悬停控制和前飞控制。首先,本文建立了模型直升机数学模型。为此,本文将模型直升机分解成机身,主旋翼,平衡杆,尾旋翼,水平尾翼和垂直尾翼等六个子系统。然后分别对这六个子系统建立数学模型,并且通过分析这些子系统之间的耦合关系得到完整的模型直升机的数学模型。此外,本文着重分析了模型直升机平衡杆的挥舞运动学,以及其与主旋翼挥舞运动学之间的关系。同时,本文对模型直升机在近似悬停的状态下的部分气动模型进行了线性化简化。其次,本文采用多回路控制结构设计了模型直升机的悬停控制器。考虑到模型直升机欠驱动特性,以及平动回路和姿态回路的级联特性,本文采用多回路控制结构设计了模型直升机的悬停控制器。其中,针对平动回路设计了有限时间滑模变结构控制器,姿态回路采用了PID控制器。通过比较几种终端滑模面和趋近律优劣,选择了一种合适的终端滑模面和趋近律。基于悬停状态的定义,本文使用该终端滑模和趋近律设计了模型直升机的有限时间悬停控制器。通过仿真发现控制器存在的抖振现象,因而本文使用了一种连续函数来代替终端滑模中的符号函数,并通过仿真验证了使用该函数能有效的减弱抖振。最后,本文将有限时间滑模变结构控制方法应用到前飞控制器的设计。基于前飞状态的定义,本文使用相同的方法设计了模型直升机的有限时间前飞控制器,并通过仿真验证了控制器的鲁棒性。最后通过仿真验证了有限时间滑模变结构控制方法的对参数摄动的鲁棒性。

关键词：模型直升机悬停控制器终端滑模面有限时间控制

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模型直升机自动飞行控制系统的设计与实现

模型直升机自动飞行控制系统的设计与实现

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作者：王一超南京航空航天大学

学位级别：硕士

鉴于无人直升机相比于固定翼无人机的优点，以及无人直升机在实际军用、民用领域的广泛应用前景，本文围绕模型直升机自动飞行控制系统的设计与实现进行研究，具体内容如下：首先，进行了模型直升机自动飞行控制系统的硬件总体框架设计... 详细信息

鉴于无人直升机相比于固定翼无人机的优点，以及无人直升机在实际军用、民用领域的广泛应用前景，本文围绕模型直升机自动飞行控制系统的设计与实现进行研究，具体内容如下：首先，进行了模型直升机自动飞行控制系统的硬件总体框架设计和硬件器件选型；通过对飞控系统资源分配、实时性、稳定性和可调试性的分析，设计了“DSP+双口RAM+单片机”架构的飞控板“双核”处理器模块；通过对飞控系统各功能单元的供电需求分析，设计了电源供电模块和电压转换电路；根据飞控系统中各传感测量模块、执行机构和各数据通信模块的接口通讯特点，设计了相关的接口电路；为了提高飞控系统的稳定性，进行了电磁兼容与抗干扰设计；在此基础上，进行了原理图与PCB图的设计，建立了飞控系统硬件实验平台。其次，根据飞控软件的性能要求，进行了软件方案总体设计。规划了DSP和单片机的片内资源；设计了外部设备的驱动方案，编写了底层程序；完成了各个通信模块（双口RAM，PWM波捕获，串口扩展，无线通信）、执行机构接口模块、数据采集模块（IMU，GPS，A/D转换等等）、PID控制模块的软件设计；完成了地面监控软件的开发设计；最终根据不同的飞行任务，对上述软件模块进行整合，实现了飞控软件的整体功能。最后，将所设计的控制软件移植到飞控板中进行调试和实验。完成了系统中各个功能模块的测试和基于特定飞行任务的系统整体测试，实现了特定的飞行功能。测试和飞行结果表明了整个飞控系统软、硬件设计的正确性与可行性。

关键词：模型直升机飞行控制系统硬件设计软件设计 DSP 单片机

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模型直升机自动驾驶系统地面站设计与自动升降控制

模型直升机自动驾驶系统地面站设计与自动升降控制

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作者：胡勇强中国科学院自动化研究所

学位级别：硕士

小型无人直升机具有定点悬停、侧向飞行和反向飞行等独特的飞行特性，与固定翼飞机相比具有更好的机动性能和灵活性，在军事和民用领域都具有广泛的应用价值。目前，国内外很多研究机构和大学都致力于研究小型无人直升机的飞行控制系统... 详细信息

小型无人直升机具有定点悬停、侧向飞行和反向飞行等独特的飞行特性，与固定翼飞机相比具有更好的机动性能和灵活性，在军事和民用领域都具有广泛的应用价值。目前，国内外很多研究机构和大学都致力于研究小型无人直升机的飞行控制系统，使其能够自主飞行，进而脱离人的干预而自动完成飞行任务。大量研究工作表明，直升机控制系统的设计依赖于直升机的动力学模型，因此直升机的建模和控制系统的设计成为当前无人直升机研究的热点。\n 本文以雷虎90遥控模型直升机为研究对象，设计了飞行控制系统，以ARM9为核心处理器，结合外部设备，为实现小型无人直升机的自主飞行奠定了基础。首先，本文以小型无人直升机为研究对象，介绍了小型无人直升机的飞行原理，并根据选用的小型无人直升机的结构特征建立了直升机的运动方程。然后，在掌握小型无人直升机飞行控制原理的基础上，给出了飞行控制系统的总体方案，进行了飞行控制系统的硬件设计。在硬件系统的基础上，编写了地面控制计算机(地面站)控制和通讯软件模块。通过大量实验和调试，排除各种实际问题，使每个功能模块都能完成预期的功能。本文利用采集的飞行实验数据，采用最小二乘法建立了模型直升机系统的分通道数学模型(包括俯仰、滚转、偏航和垂直通道的模型)。采用所辨识的垂直通道模型，建立了模型直升机自动升降的PID控制器，通过Matlab仿真和实际飞行实验，验证了垂直通道模型和控制器的有效性。

关键词：模型直升机自动驾驶系统地面站自动升降控制飞行特性

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模型直升机飞行控制的鲁棒参数化设计方法

模型直升机飞行控制的鲁棒参数化设计方法

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作者：周智刚哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着传感器、微电子以及通信等关键技术的发展，无人机得以诞生并获得长足发展。无人旋翼飞行器因其具有高度的灵活性和机动性，能够在受限或危险区域自主地完成各种飞行任务，如战场火力支援、侦察监控、高压线巡视以及科学考察等，而... 详细信息

随着传感器、微电子以及通信等关键技术的发展，无人机得以诞生并获得长足发展。无人旋翼飞行器因其具有高度的灵活性和机动性，能够在受限或危险区域自主地完成各种飞行任务，如战场火力支援、侦察监控、高压线巡视以及科学考察等，而日渐受到军界和学术界的青睐。为模型直升机装备上必要的传感器、数据处理模块和无线通信设备等就可以搭建成一个无人旋翼空中应用平台。为了使模型直升机成为实验和应用的平台，使它具有自主悬停和前飞的能力就成为一个亟需要解决的问题。本文面向直升机的自主飞行控制，建立了模型直升机完整的非线性动力学模型，在此基础上，利用鲁棒参数化方法完成了模型直升机悬停和前飞控制系统的设计。首先，在主旋翼转速恒定、主旋翼桨叶刚性且无挥舞、以及直升机作低速飞行等前提下，系统全面地建立了模型直升机的非线性数学模型。为此，论文将整个模型直升机系统分解为机身子系统和力与力矩生成子系统。由于机身刚体的运动学和动力学模型比较简单，因此，本文主要考虑主旋翼系统以及它的执行器机构的动态特性。驱动主旋翼的执行器机构包括自动倾斜器和主旋翼下方的一对平衡翼。本文先给出了自动倾斜器作用在平衡翼和主旋翼上的周期伺服输入的表达式；接着详细讨论了平衡翼的挥舞运动，及其与主旋翼之间的相互耦合作用；最终得到了旋翼系统作用于机身上的力和力矩。为了简化平衡翼和主旋翼的非线性气动特性，我们引入了两个线性补偿因子，这两个因子可以通过辨识来确定。其次，注意到直升机模型的高度非线性和各通道的强耦合性以及欠驱动性，本文对直升机的非线性动力学模型作了必要的简化。通过合适地选取直升机悬停和前飞工作点，将直升机的非线性模型进行线性化。在此基础上，我们分析了悬停和前飞时模型直升机的平动运动和旋转运动的耦合特性。分析和仿真都表明，纵向平动与俯仰运动、侧向平动与滚转运动都具有高度的相互耦合性；而在近悬停飞行时，偏航运动与侧向运动的耦合性则可以忽略。因此，模型直升机的线性化模型分解为三个子系统：分别是滚转和俯仰耦合子系统、偏航子系统以及垂向平动子系统。最后，本文提出模型直升机悬停和前飞控制器的一种鲁棒参数化设计方法。为此，本文给出了利用鲁棒特征结构配置设计控制器的步骤，并在此基础上，设计了模型直升机的悬停和前飞控制器。分别对参数化控制器与LQR控制器进行了仿真，验证了控制系统的性能和对参数摄动的鲁棒性。

关键词：模型直升机直升机建模悬停控制器前飞控制器鲁棒特征结构配置

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Linux环境下模型直升机飞行过程的实时3D仿真

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计算机工程与应用 2004年第35期40卷 211-214页

作者：李晓强韩波李平浙江大学工业控制技术研究所杭州310027

论文给出了模型直升机飞行仿真系统的整体结构。介绍了在Linux平台下,采用FLTK图形界面库和Mesa/OpenGL实现模型直升机飞行状态3D可视化仿真与实时再现的过程,并分析了仿真过程中建模、动画显示、网络通讯、视角变换等问题。

关键词： OpenGL 三维姿态仿真建模视角变换网络通讯模型直升机飞行仿真系统

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模型直升机自主返回系统的设计与实现

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海军航空工程学院学报 2013年第5期28卷 521-526页

作者：韩胜男王新华江驹鲁盈悦王硕南京航空航天大学自动化学院南京210016

设计了一架具有自主返回模块和增稳模块的模型直升机。该直升机硬件电路以C8051F020单片机作为机载部分控制器,使用MEMS陀螺仪和MEMS加速度计测量姿态信息,运用无线收发模块实现和地面站的通信。文章介绍了模型直升机系统的软件流程和实... 详细信息

设计了一架具有自主返回模块和增稳模块的模型直升机。该直升机硬件电路以C8051F020单片机作为机载部分控制器,使用MEMS陀螺仪和MEMS加速度计测量姿态信息,运用无线收发模块实现和地面站的通信。文章介绍了模型直升机系统的软件流程和实现,用系统辨识法分通道建立了直升机模型,设计了直升机的增稳控制模块。设计的模型直升机可完成悬停、返回、着陆等简单的自主飞行任务,为后续舰载小型模型直升机自主起降开发与验证平台的研制奠定了基础。

关键词：模型直升机自主返回增稳控制

来源：评论

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