一种倾转旋翼飞行器的建模和姿态控制方法技术

技术编号:42187611 阅读:27 留言:0更新日期:2024-07-30 18:39
本发明专利技术涉及飞行器技术领域,一种倾转旋翼飞行器的建模和姿态控制方法,首先建立了一个“多旋翼‑倾转旋翼‑倾转旋翼与空气动力学外形”的动力学模型,然后通过设计质量和转动惯量相同的简单飞行器控制器来获取控制参数,再通过基于最小二乘法的回归策略在这些参数的基础上设计具有气动外形的倾转旋翼飞行器控制器参数;本发明专利技术以这样自下而上、逐步搭建的方式完成具有气动外形的倾转旋翼飞行器姿态控制,本发明专利技术所提出的控制器设计方法结构简单,不需要额外建立复杂飞行器的模型,同时能满足飞行器系统性能要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行器,具体为一种倾转旋翼飞行器的建模和姿态控制方法


技术介绍

1、在过去的几十年里,飞行器经历了巨大的发展,并在各个领域得到了广泛的应用。目前,大多数飞行器可以分为两类,即固定翼飞行器和旋翼飞行器。前者通过机翼气动外形产生所需的升力,能够做到长距离的高速飞行。但是需要专门设计的跑道或着陆设备;后者通过垂直向上的旋翼产生升力,可以在狭小的空间内工作,同时具有独特的悬停能力。但是飞行速度和续航能力不足。

2、与传统飞行器相比,倾转旋翼飞行器具有固定机翼和多个可倾斜旋翼。根据旋翼倾斜角度有三种飞行模式,分别为直升机模式、飞机模式和过渡模式。因此,倾转旋翼飞行器能够结合两种类型飞行器的优势,具有非常光明的应用前景。

3、然而,倾转旋翼飞行器是一个高度复杂的系统,其结构和气动特性在三种飞行模式之间变化显著且相互耦合,其动力学模型难以建立。现有方法多采用了牛顿-欧拉法或欧拉-拉格朗日法建立的非线性动力学模型,其存在以下缺陷:一是缺少关键参数,动力学模型难以建立;二是模型结构复杂,控制器难以设计,控制参数难以整定;三是大多数研究本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种倾转旋翼飞行器的建模和姿态控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种倾转旋翼飞行器的建模和姿态控制方法,其特征在于:所述步骤S1中倾转旋翼飞行器绕各轴的转矩大小由推力、旋翼倾斜角度和旋翼轴向力矩系数决定,固定翼飞行器绕各轴的转矩大小由飞行器的气动外形决定。

3.根据权利要求2所述的一种倾转旋翼飞行器的建模和姿态控制方法,其特征在于:所述步骤S1中倾转旋翼飞行器的动力学模型的表达式如下:

4.根据权利要求3所述的一种倾转旋翼飞行器的建模和姿态控制方法,其特征在于:所述步骤S2中多旋翼飞行器的PD控制器的表达式如下:

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【技术特征摘要】

1.一种倾转旋翼飞行器的建模和姿态控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种倾转旋翼飞行器的建模和姿态控制方法,其特征在于:所述步骤s1中倾转旋翼飞行器绕各轴的转矩大小由推力、旋翼倾斜角度和旋翼轴向力矩系数决定,固定翼飞行器绕各轴的转矩大小由飞行器的气动外形决定。

3.根据权利要求2所述的一种倾转旋翼飞行器的建模和姿态控制方法,其特征在于:所述步骤s1中倾转旋翼飞行器的动力学模型的表达式如下:

4.根据权利要求3所述的一种倾转旋翼飞行器的建模和姿态控制方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭立国唐士洋田刚印胡长青熊永程霍建文施俊杰王斌郭鹏
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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