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无人直升机前飞状态飞行控制律设计技术研究

无人直升机前飞状态飞行控制律设计技术研究

作者：周立冬南京航空航天大学

学位级别：硕士

无人直升机具有独特的飞行能力,兼有无人机与直升机的共同优点,具有重要的军事和民用价值。全过程飞行包线可分为悬停/小速度和前飞两大主要情形,本文在悬停/小速度控制技术研究的基础上,进一步对前飞状态控制技术进行研究,有效地解决... 详细信息

无人直升机具有独特的飞行能力,兼有无人机与直升机的共同优点,具有重要的军事和民用价值。全过程飞行包线可分为悬停/小速度和前飞两大主要情形,本文在悬停/小速度控制技术研究的基础上,进一步对前飞状态控制技术进行研究,有效地解决前飞状态飞行控制难点,从而增强无人直升机前飞状态飞行能力。由于无人直升机的高阶、不稳定、非线性、强耦合以及高不确定性特点,动力学模型问题一直是飞行控制系统研究卡脖子问题。先进的FlightLab建模软件可以提供较为准确的非线性模型,但在工程应用方面具有众多不方便,因此本文采用了线性模型组方法来近似代替非线性模型,从而满足控制系统设计与工程应用要求。根据无人直升机前飞状态的飞行特点,本文定义了前飞状态纵向、横侧向飞行模态,进而提出了纵向、横侧向控制策略与方案。依据纵向、横侧向控制方案,设计了纵向、横侧向基本控制律,在此基础上实现了纵向、横侧向飞行模态功能。改进了原有的等效仿真环境。论文中去除了原先的等效仿真软件部分,留下模型与等效飞控软件部分,并将两部分融合构成新的等效仿真软件,等效仿真软件与遥控遥测软件组合构成等效仿真环境。设计了前飞控制系统验证的样例航路,进行样例航路的无人直升机自主航线飞行仿真。通过仿真与试飞数据在关键量上的对比,验证了线性模型组方法代替非线性模型的可行性;通过无风与有风情形下仿真数据对比,验证了前飞控制律设计的正确性与鲁棒性。

关键词：无人直升机前飞飞行控制线性模型组飞行模态等效仿真

无人直升机悬停与前飞过渡段飞行的控制律研究

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无人直升机悬停与前飞过渡段飞行的控制律研究

作者：王奕南京航空航天大学

学位级别：硕士

无人直升机是一种通过无线电遥控或者自身程序控制的不载人直升机,由于其独特的飞行特点而具有重要的军事和民用价值。从直升机飞行的角度可以将其分为起飞/着陆、悬停/小速度、过渡飞行以及前飞等四个飞行阶段,而过渡段是悬停与前飞间... 详细信息

无人直升机是一种通过无线电遥控或者自身程序控制的不载人直升机,由于其独特的飞行特点而具有重要的军事和民用价值。从直升机飞行的角度可以将其分为起飞/着陆、悬停/小速度、过渡飞行以及前飞等四个飞行阶段,而过渡段是悬停与前飞间的中间阶段,是连接悬停与前飞之间的桥梁。本文针对某型样例无人直升机过渡阶段飞行的特殊性,通过分析和研究其运动机理和对象特性,设计各个通道的控制律,提出切实可行的功能定义和控制方案,旨在解决样例无人直升机在悬停与前飞过渡段飞行的若干控制问题,提高过渡段飞行控制的稳定性、精确性和安全性。由于无人直升机的高阶、强耦合、不稳定性等特点,其稳定性、操控性和耦合性等对象分析是控制律设计和研究的重要内容。因此本文在样例无人直升机非线性动力学模型的线性化基础上,从配平特性、模态特性以及通道耦合效应等角度,分析了该样例无人直升机在过渡段的对象特性,并针对其特殊性提出了相应的控制思路和控制律研究方案。根据无人直升机过渡段的飞行特点,控制律的研究分为悬停至前飞过渡和前飞至悬停过渡两个部分。论文定义和设计了悬停至前飞过渡的高度保持加速模态、爬升模态等;以及前飞至悬停过渡的高度保持减速模态、下滑模态和定高定点回收模态等。根据每个模态的功能定义和多通道协同控制需求,采用经典控制方法设计了各个通道的控制律,进而提出了每个模态的控制策略与实施方案。论文最后设计了无人直升机全过程飞行以及包含各个过渡段飞行模态的样例航线,在等效(软件再环)仿真环境下进行了仿真验证,并通过分析无风和有风干扰下全过程飞行和过渡段飞行每个模态的仿真数据,检验了所设计的过渡段的控制律和控制策略具有良好的控制效果,并且具备一定的鲁棒性,达到了论文的研究目标。

关键词：无人直升机过渡段线性模型组控制律飞行模态等效仿真

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接地装置冲击特性试验系统的仿真分析

接地装置冲击特性试验系统的仿真分析

作者：孙帆华中科技大学

学位级别：硕士

雷电灾害严重威胁这电力系统的安全运行，输电线路接地装置是维护电力系统可靠运行的基础设备，高幅值雷电流作用下接地导体接地性能与工频状态下有较大区别。故需要对输电线路杆塔接地装置在雷电流作用下的动态冲击特性进行准确的计算... 详细信息

雷电灾害严重威胁这电力系统的安全运行，输电线路接地装置是维护电力系统可靠运行的基础设备，高幅值雷电流作用下接地导体接地性能与工频状态下有较大区别。故需要对输电线路杆塔接地装置在雷电流作用下的动态冲击特性进行准确的计算和试验研究。然而，对输电线路杆塔进行冲击电流的试验研究，由于试验条件的特殊性，需要确定较完善的试验方法，并选择合适的实验设备，而且试验测量中试验结果容易受到各类因素的干扰产生误差。基于以上背景，本文提出利用等效模型，在充分考虑试验装置和试验环境实际情况的前提下，对冲击接地试验中的各类装置准确建模，模拟试验情况。以仿真计算的手段对接地装置的冲击试验进行研究，有助试验设备选型及试验方案可行性研究，并能够有效分析试验误差原因，对试验提出改进意见，从而更好的研究接地装置实际工作特性。本文将三种较为典型的接地装置的仿真计算结果与实际现场试验结果进行对比，证实所提出的试验模型及仿真具有较好的准确度，这种试验模拟方法是较为可行的。通过对试验及仿真计算结果的理论分析，对测量电流电压波形的规律做出了一定的规律性总结，对影响测量结果各类因素进行了分析，同时对冲击试验的设备选型提出了建议。以上研究为顺利实施杆塔接地装置现场冲击特性试验，提供了较为完善的前期准备，对试验方法研究和试验设备选择提供了重要的理论依据和指导。

关键词：接地装置冲击特性现场试验等效仿真 Matlab

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无速度传感器矢量控制系统的仿真

电脑开发与应用 2003年第2期16卷 13-14,16页

作者：乔晓利李岚张爱玲太原理工大学太原030024

介绍了利用 MATLAB/SIMULINK来建立空间矢量 PWM的无速度传感器矢量控制系统仿真模型的方法 ,并进行了实际仿真 ,仿真结果证明该系统具有超调量小、稳定性好、调速范围宽、响应速度快等优点 ,且模型直观 ,不用编程 ,为以后用 DSP实现该... 详细信息

介绍了利用 MATLAB/SIMULINK来建立空间矢量 PWM的无速度传感器矢量控制系统仿真模型的方法 ,并进行了实际仿真 ,仿真结果证明该系统具有超调量小、稳定性好、调速范围宽、响应速度快等优点 ,且模型直观 ,不用编程 ,为以后用 DSP实现该系统打下良好基础。

关键词：无速度传感器矢量控制系统仿真系统仿真脉宽调制等效仿真