无人直升机非线性飞行仿真建模与验证

针对无人直升机飞行仿真,建立了能够满足实时仿真要求的非线性飞行动力学模型。以某型无人直升机为样例,开展飞行控制律设计,完成了悬停机动飞行和小速度飞行的半物理仿真,并与飞行试验数据进行对比验证。分析表明:仿真结果和试验结果吻合,验证了非线性飞行动力学模型的准确性。飞行过程中,直升机姿态能够较好跟踪其设定值,验证了飞行控制参数的合理性。

基于陷波器整形的无人直升机滚转姿态控制律设计与验证

在某型无人直升机横向通道控制律设计时,由于中高频存在二阶共振特性,采用常规PID控制器无法提高姿态响应速度,通过研究基于二阶陷波器整形的方法,消除了无人直升机横向通道的二阶共振峰,提高了控制器的增益和滚转姿态响应速度,并开展了悬停状态试飞调参对比实验。实验结果表明:采用基于陷波器整形的PID控制器比常规PID控制器增益提高了3.5倍以上,并提高了滚转通道的阻尼比,使得滚转姿态响应更加迅捷、无振荡,提高了滚转姿态跟踪控制飞行品质。

某型无人直升机俯仰姿态制律设计与仿真

某型无人直升机非线性模型在线性化过程中存在简化中高频段模型特性的问题,本文提出一种对非线性模型采用频域扫频的方法得到纵向俯仰角速度线性模型的方法,并采用常规小扰动线化方法与之对比,分析了两种线化模型的差异,针对两种线化模型分别进行PID控制器设计与仿真实验,仿真结果表明,扫频线化模型能充分反映非线性模型特性,以扫频线化模型设计的PID控制器对非线性和线性模型都能进行有效控制。

某型无人直升机前飞段仿真建模与试飞验证

针对某型无人直升机无铰式旋翼技术验证和飞行试验需求,建立了能够用于实时仿真的非线性飞行动力学模型,并基于经典PID控制算法完成了飞行控制律设计。为验证理论模型准确性和控制参数合理性,相继开展了盘旋飞行和大速度飞行的半物理仿真和飞行试验,并基于飞行试验控制效果评估完成了部分控制参数的优化设计。数据分析表明:半物理仿真和飞行试验的时域响应和配平特性均吻合较好,验证了非线性飞行动力学模型的准确性;飞行试验中无人直升机姿态和速度响应均能够较好地跟踪其设定值,所设计的飞行控制参数能够满足某型无人直升机稳态飞行控制要求。