无人直升机自主飞行控制.pdf

科技论坛：页无人直升机自主飞行控制仿真研究ResearchonSimulationofAutonomousFlightControlSystemforanUnmannedHelicopter(南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016)牛新元王道波摘要：仿真在无人直升机自主飞行控制系统研发中具有十分重要的作用。以国内较早实现自主飞行的某型无人直升机为背景详细论述了其自主飞行控制仿真的一些关键技术。试飞表明该仿真起到了很好的参考作用。关键词：无人直升机；自主飞行；飞行控制；仿真Abstract：Thesimulationisveryimportantinthedevelopmentoftheautonomousflightcontrolsystemforanunmannedhelicopter.BasedontheautonomousflightprojectfortheunmannedhelicopterwhichistheearlysuccessfuloneinChinathekeytechnologiesinitsautonomousflightcontrolsimulationarediscussed.Theflighttestsprovethatitprovidesanimportantreference.Keywords：unmannedhelicopter；autonomousflight；flightcontrolsimulation无人驾驶直升机(以下称无人直升机)是指由无线电地面遥控飞行或/和自主控制飞行的可垂直起降(VTOL)不载人飞行器在构造形式上属于旋翼飞行器在功能上属于垂直起降飞行器。其自主飞行能力正日益受到各国重视。所谓自主飞行是指无人直升机在其飞行过程中没有人为直接的控制决策由无人直升机本身的控制系统和导航系统稳定地控制直升机并引导直升机沿一定航线从一处飞到另一处。本研究以MATLAB软件包为工具构筑了无人直升机自主飞行数字仿真平台并针对试飞要求进行了充分的半实物仿真。1无人直升机自主飞行数字仿真1．1数学模型无人直升机的运动具有明显的非线性特性在过渡飞行状态和阵风干扰下还具有非定常特性。因此建立十分精确的描述无人直升机非线性飞行特性的数学模31科技论坛：页型是很困难的。所以仿真中一般采用某一前飞速度下的线性小扰动方程：X&=AX+BUY=CX+DU式中；X=[uvwθγψqpr]u、v、w分别是机体轴系上的纵向、侧向、升降的速度增量（单位：m/s）；p、q、r分别是机体轴系上的横滚、俯仰