文档介绍：中国科学技术大学
硕士学位论文
直升机全包线飞行控制器的设计和三维动画仿真平台
姓名:花迩蒙
申请学位级别:硕士
专业:控制科学与工程
指导教师:王永
20060501
摘要研究项目一一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,良好到的是一个控制器。但该方法本身是基于单输入单输出的系统,需将多一过程的完成基本完全靠手工,详见第三章。本文将要采用一种;芈烦尚魏三维动画仿真平台也是本文的一个重要内容,飞行仿真将是高性能直升机研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的飞行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。直升机系统是高阶非线性、轴问耦合的,且其设计控制器所基于的动力学模型还会随飞行状态的改变而产生大幅度的摄动,这些特点对直升机全包线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。谟ブ鄙谇胺勺刺碌母呓紫咝曰P徒了深入的分析,同时对该型直升机从诘诘奈甯瞿P徒蟹治觯晗杆明了在不同前飞速度下动力学特性的巨大差异。传统的大包线飞行控制系统的设计方法为,针对许多高度和速度不同的工作点单独设计控制器,然后采用增益调度方案得到最终的控制器。但增益调度方案需要在整个包线上进行详尽的仿真和飞行试验来证明各项性能,控制器的阶数在不同的设计点如果是变化的,则很难找到一种插值方法来进行增益调度。定量反馈理论则可以针对一组模型,最终得输入多输出问题等价为问题,这一过程异常的繁琐,而目前这定量反馈相结合的方式设计直升机全包线控制器,利用;芈烦尚蔚穆嘲粜院解耦效果简化定量反馈的设计过程同时进一步提高系统动态响应性能。最后按照对系统评价,结果表明所设计的控制器各种指标基本都可达到等级制成功的⋯种十分有效的手段。在这一章中,主要介绍如何利用编写软件主界面,;嫣峁┖筇ḿ扑惴瘢珼迪质凳倍允荆来搭建直升机飞行控制三维动画仿真平台。关键词:直升机,飞行控制,全包线,;芈烦尚危糠蠢±砺郏尚蟹抡中国科学技术大学顺士学位论文.
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第一章绪论记帚一早瑁§引言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,后勤运输自由度直升机运动座舱操纵机构升机的鲈硕杂啥龋挥个直接的飞行操纵话ǘ苑⒍K俚目直升机还需要有优良的操纵性能和大机动飞行特性。直升机全包线飞行控制系要趋势是追求更高的灵活性,易操纵性,以及在恶劣的可视条件和不利的天气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【气动操纵面垂直方向升降总距杆旋翼纵向俯仰,进退驾驶杆菹横向滚转、侧移驾驶杆嵯航向转向脚蹬尾桨现代直升机是以宽广的飞行包线、超强的机动性和灵活的敏捷性为特点,而直升机系统本身具有高阶非线性,轴间耦合复杂,静不稳定等特点,对于直制、,如表,旋翼既是主操纵面又是主升力面,响应滞后较大,而且挥舞惯性抑制了对高频操纵输入的响应,起着过滤器的作用;同时飞行状态的改变也会引起其动力学模型产生大幅度的摄动。这样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,还会不可避免的遇到诸如风向突变等外部干扰以及设备性能改变等不确定因素的影响,这些同样会引起动力学特性的改变,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,为了适应各种任务的需要以及所应用的环境,统可以显著的减轻飞行员的驾驶负担,使其得以专注于任务的执行,从而提高任务执行的效率,同时还可以使飞行的安全性得以提升。现今直升机设计的主条件下的良好的操作能力。对于这样的高性能直升机,控制系统的设计至关重表バ泶步爸鄙牟僮莘绞健中国科学技术大学硕士学位论文
§直升机飞行动力学建模和飞行控制技术发展概述直升机、从美国引进了“黑鹰”和“阿帕奇”直升机,十多年来仍处于仿制、直升机机动飞行仿真研究在国外目前是一个热门研究课题,且正在大力向虚拟现实仿真发展。高性能的直升机的研制涉及直升机非线性动力学特性,非助于系统仿真技术对复杂的直升机系统进行辅助设计和仿真飞行日益受到重高质量的直升机飞行动力学数学模型。以往的直升机模型只含有龌