固定翼無人機飛行姿態(tài)控制律設(shè)計.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進步，無人機在人類生活中起著越來越重要的作用。本文從工程應(yīng)用方面出發(fā)，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究成果，對固定翼無人機飛行姿態(tài)控制律問題展開研究。
　　首先，在明確本文設(shè)計要求的前提下，以天行者1680航模固定翼無人機為平臺，對無人機飛控系統(tǒng)整體方案進行設(shè)計。系統(tǒng)包括兩大部分:姿態(tài)檢測部分和控制部分。分別對每個部分所涉及的硬件進行選型，并完成電路板制作。在硬件設(shè)計工作完成后，進行系統(tǒng)軟件設(shè)計。
　　其次，由于無人機

2、在執(zhí)行飛行任務(wù)時有諸多的變量，為了便于研究，對幾種常用的坐標系進行分析，其中包括機體坐標系、地面坐標系、氣流坐標系和航跡坐標系等，進而確定無人機在其坐標系下的姿態(tài)角以及其表達形式。為后續(xù)章節(jié)的工作奠定一定的基礎(chǔ)。
　　然后，在明確控制律的設(shè)計目標、PID方法的前提下，展開無人機姿態(tài)控制律的設(shè)計工作，本文將其分為三個部分展開，包括縱向、橫側(cè)向通道和速度通道。縱向通道包括俯仰角和飛行高度通道，橫側(cè)向通道包括滾轉(zhuǎn)角和航向角通道。設(shè)計每個

3、通道的控制方法，繪出控制結(jié)構(gòu)圖，確定控制律的最終表達形式。之后分別對其進行Simulink仿真，得到每個變量的仿真結(jié)果曲線和具體參數(shù)表。為飛行試飛提供一定的理論依據(jù)和保障，提高試飛的成功率。
　　最后，在試飛條件較好的情況下，對所設(shè)計系統(tǒng)的實際應(yīng)用效果進行試飛調(diào)試，通過遙控器遙控無人機飛行，并觀察地面站界面顯示的狀態(tài)信息。試驗結(jié)果表明，本文提出的方法實現(xiàn)了飛行姿態(tài)的穩(wěn)定控制，提高了無人機執(zhí)行任務(wù)時的精確性，達到了“863”課題“微