无人直升机前飞段纵向控制技术研究.doc

无人直升机前飞段纵向控制技术研究为了进一步完善无人直升机前飞段纵向控制技术,本文分别对高度/速度的协调控制、发动机功率保护的安全控制、直升机模型RotorLib的二次开发进行研究。首先为了实现高度/速度的协调控制。本文首先从操纵性耦合和状态耦合两个方面论证高度和速度的耦合,而后基于纵向周期变距补偿和总距补偿两种方法分别实现高度和速度的协调控制,实现结果表明基于总距补偿的高度/速度协调控制效果略优于基于纵向周期变距补偿的高度/速度协调控制,最终本文通过风干扰以及重心/质量不确定性验证了基于总距补偿的高度/速度协调控制的鲁棒性。其次为了确保飞行安全,提高无人直升机的作业能力,本文进行保护发动机功率方面研究。本文首先分析高度和温度对发动机功率的影响,统计不同飞行状态下的发动机功率需求,而后对发动机功率不足的情形进行仿真分析,最终通过发动机转速触发升降速度自调节的开环控制、发动机转速触发总距和升降速度调节的开环控制、升降速度反馈发动机转速的闭环控制三种方法实现发动机功率保护的安全控制。实现结果表明升降速度反馈发动机转速的闭环控制效果最佳。最后为了进一步完善RotorLib建模方法,本文通过二次开发封装实现了其质量、重心、转动惯量、力四种不确定性功能。同时为了节省购买M语言版本的经费和统一实验室开发环境,本文使用CMEX技术、小扰动原理实现了MATLAB下的配平线性化功能。