直升机鲁棒飞行控制器设计和飞行仿真.pdf

中国科学技术大学
硕士学位论文
直升机鲁棒飞行控制器设计和飞行仿真
姓名:许剑明
申请学位级别:硕士
专业:控制科学与工程
指导教师:王永
20050501
要摘本论文的研究课题来自直升机旋翼动力学国防科技重点实验室的开放基金研究项目一直升机自主飞行控制系统研究。在直升机的自主飞行研究中,良好的飞行路径规划、贴地飞行等其他关键环节的研究提供有力的支持。直升机系统的高阶非线性,轴间耦合复杂等特点对直升机飞行控制系统的设计是一个极大的挑战。本文首先对直升机的动力学建模进行了深入的介绍,并对一谟ブ鄙谇胺勺刺碌母呓紫咝曰P徒辛松钊氲姆治觥行,内回路主要控制直升机的姿态,一般为姿态命令/姿态保持控制器类型,而外回路则在内回路的基础上控制直升机的速度或定位。在直升机飞控系统设计中,首先阐明了美国军用旋翼机驾驶品质规范对直升机在前飞状态下操系统做出了评价,结果表明所设计的控制嚣达到操纵品质丁W詈螅褂/构建了直升机的仿真模型,模拟直升机在干扰情况下的机动飞行。对多功能显示器的仿真也是本文的一个重要内容,多功能显示器也就是飞机的代化飞行的需要,在飞行模拟器和训练设备中,多功能显示器已经变成不可缺少的重要部分。。在这~章中,主要介绍使用隫实现基于的多功能显示器的仿真,并采用统一建模语言炊哉龉探忻枋觥控制系统是最为关键的部分,直升机飞行性能的提高和改善可以为自主导航、动态接着本文介绍了Ⅳ。回路成形控制方法,尤其是甋的权阵合成方法,以及互质因式降阶。直升机飞行控制系统的设计一般可以按照内外环路模式来进纵品质的要求,确定了直升机飞行控制系统的设计要求,通过使用;芈烦尚畏法成功的设计了内外环路,保证了直升机的飞行性能和稳定性,并按照对下视显示器,其可通过使用字符图形把复杂的战术状况、飞机信息以一目了然的图表表示,使飞行员能快速获取信息,更加有效的管理和操纵整个系统。为了适应现关键词:直升机,飞行控制,Ⅳ。回路成形,互质因式,飞行仿真,多功能显示器中国科学技术大学硕士学位论文
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致谢在诨题研究期间,直升机旋翼动力学国防科技重点实验室的徐锦法教授提供了论文完稿之际,谨向我的导师王永教授致以我深深的敬意和诚挚的感谢,王老师是我大学本科的班主任,也是我的研究生导师,回顾九年的求学生涯,王老师广终身受益。王老师不仅在学业上对我精心指导,为我提供良好的研究条件,而且在生活上给予我无微不至的关心和帮助。在此,首先向我的导师王永教授表示最真挚直升机飞行控制的相关资料,并就直升机中的一些概念问题热情地为作者释疑解惑,作者在此表示衷心的感谢。感谢实验室的师兄周烽老师、邵长星老师、秦琳琳老师、赖胜、陈光、、马志剐、钱敏,师弟张国庆、花迩蒙、马海涛、李嘉全、李飞的关心和支持,在这个充满生机和活力的团队里工作和生活,使得我们能并肩工作,融洽相我将永远怀念和铭记在中国科学技术大学自动化系度过的青春岁月,在这里学进缴钤齑蛳铝思崾档幕 C挥兴牵兔挥薪裉斓奈遥裁挥形业慕裉臁感谢我的女友王益群,是她在身边给我默默的支持和鼓励,使我更加信心百倍博深厚的学识,严谨的治学态度、理论联系实际的学风、勇于开拓的创新精神使我的感谢和由衷的敬意。处。习与生活中我磨练了自己的能力,树立自己诚恳务实的生活态度,这些将是我永远的财富,那些年轻、真诚和快乐的日子将停留在我的记忆深处,永不褪色。我还要把我的深深谢意奉献给辛勤养育我多年的父母和所有培养教育过我的老师,是他们使我懂得了做人的道理,是他们引导我走进知识的殿堂,是他们为我衷心感谢所有关心支持我的朋友的去面对生活。中国科学技术大学碗十学位论文
第一章绪论§引言直升机有着诸如垂直起降、悬停、侧飞等其他飞行器所不具备的优越的低空性能,以及并不逊色的高空高速性能,所以直升机能在不同天气条件和地面环境下执行各种任务,例如海上搜救,反潜,战场侦察,对地攻击,后勤运输等等,尤其是从越南战争到第二次海湾战争,直升机在战场上的参与程度逐渐提高,并起到越来越大的作用。为了更新现有装备,各国目前正在进一步大力发展新一代的先进直升机,直升机技术是航空高技术的重要组成部分,是综合性极强的高技术群体。我比较,至今在直升机特有的总体综合技术和自动控制系统等关键技术上还存在相当的差距。由于直升机本身的静不稳定性咀及轴间的高度耦合,使得即使是晟简单的任务也需要复杂的控制输入,飞行员的工作负担相当繁重。在实际飞行的时候,还影响,所以在飞行全过程中的任何时刻都需要控制,如果没有飞行控制系统予以保证,直升机根本无法按指定的要求在各种恶劣的气象条件下完成飞行。同时,为了适应各种