小型無人直升機控制系統(tǒng)仿真平臺的研究.pdf

1、無人機是一種以自身程序進(jìn)行控制或無線電遙控的可重復(fù)使用的不載人飛機，具有造價低、使用方便、應(yīng)用范圍廣等特點，受到越來越多國家的重視。但無人機的控制非常復(fù)雜，存在許多不確定因素，直接對無人機進(jìn)行實驗研究有著許多困難。因此，建立無人機飛行控制仿真平臺是一個必然選擇。一方面，可以對控制結(jié)構(gòu)和算法進(jìn)行在線仿真；另一方面，可創(chuàng)建出直觀、逼真的飛行器的三維虛擬仿真，給研究者一個真實感。這不僅加快了系統(tǒng)研制的速度，而且還節(jié)省了大量開支。 論

2、文綜述了小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀。詳細(xì)闡述了無人直升機各個組成模塊動力學(xué)模型的建模過程，通過簡化無人機模型以及坐標(biāo)變換，建立了包括12個狀態(tài)變量和4個控制變量的小型無人直升機飛行動力學(xué)非線性數(shù)學(xué)模型，采用4階龍哥庫塔法解算微分方程并給出了算法的程序設(shè)計。對于控制器的仿真，既要考慮目前已使用的控制方法，便于研究人員進(jìn)一步研究或進(jìn)行比較研究；也要允許研究人員方便增加自己提出的控制方法。本課題設(shè)計的無人機飛行控制結(jié)構(gòu)，包括穩(wěn)定回路

3、和控制回路。穩(wěn)定回路起穩(wěn)定飛機姿態(tài)的作用；根據(jù)無人機沿縱向平面的對稱性將控制回路分為縱向控制和橫向控制的結(jié)構(gòu)，前者實現(xiàn)無人機飛行的俯仰角控制和高度保持，后者實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)角控制。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合OpenGL構(gòu)建了直升機三維飛行可視化仿真模型和儀表盤的制作，并在VC++開發(fā)環(huán)境下設(shè)計控制器及仿真平臺的可視化圖形用戶界面。該平臺是一個可擴展的軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了無人機飛行控制系統(tǒng)研究必需的基本功能，可以對飛行狀態(tài)變量和控制變量等內(nèi)容進(jìn)行研究，并且在用