無人機速度與姿態(tài)角瞬態(tài)控制技術研究.pdf

1、飛行控制系統(tǒng)對外部指令信號的響應瞬態(tài)與響應穩(wěn)態(tài)都會直接影響飛行器的飛行安全和完成飛行任務的效能。然而,由于飛行控制系統(tǒng)的模型具有高階性、非線性性等特點,這就為無人機速度和俯仰角響應瞬態(tài)特性的分析與有效控制帶來難度。為此,本論文針對無人機的飛行速度和俯仰角的瞬態(tài)控制問題,借助于全局坐標變換、反饋線性化等非線性系統(tǒng)控制技術,研究具有高階、多輸入多輸出、非線性等特性的飛控系統(tǒng)的響應瞬態(tài)分析與控制問題。
　　更具體地,本文的主要研究內容如

2、下:
　　1、分析六自由度固定翼無人機運動學和動力學模型的高階和非線性等特性。在特定假設條件下,根據(jù)無人機速度和俯仰角跟蹤控制問題的需要,獲得兩種簡化模型:1)解耦的速度控制模型(三階積分鏈模型)和俯仰角控制模型(四階積分鏈模型);2)速度控制和俯仰角控制耦合的雙輸入雙輸出(DIDO)非線性控制模型。
　　2、基于SISO積分鏈模型的速度/俯仰角的瞬態(tài)控制算法的研究。對于無人機速度的三階積分鏈模型和俯仰角的四階積分鏈模型提出

3、一種瞬態(tài)控制算法,確保系統(tǒng)輸出跟蹤單調收斂,并且零超調。
　　3、基于DIDO非線性模型的速度和俯仰角的瞬態(tài)控制算法的研究。對于這樣一種多變量的非線性系統(tǒng),一方面基于小擾動線性化原理對該非線性模型進行線性化,然后針對線性化之后的模型設計控制律,另一方面直接針對多變量非線性模型,借助于全局坐標變換、反饋線性化等非線性控制技巧進行控制律的設計,確保無人機速度和俯仰角都可以無超調并且單調地跟蹤各自給定的指令信號(參考信號)。