微小型无人驾驶直升机建模与仿真分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第l3卷第3期电光与控制Vo1．13No．32006年6月EIECTR0NICS0Pr兀CS＆C0NTR0LJun．2OO6文章编号：1671—637X(2006)03—0049—05微小型无人驾驶直升机建模与仿真分析税海涛，王建文，李迅，马宏绪(国防科技大学机电工程与自动化学院，长沙410073)摘要：首先建立了微小型无人直升机较完整的动力学模型，然后利用参考文献提出的无人驾驶直升机自适应控制器，借助RealFlight模拟飞行软件对动力学模型和自适应控制算法进行了仿真。仿真结果表明，本

2、文所建立的动力学模型与实际直升机的特性基本相符；自适应控制算法较好地控制了无人直升机的运动状态，表明该控制算法完全可以满足无人直升机控制的需要。关键词：无人直升机；动力学模型；仿真；RealFlight中图分类号：V249．1；TP273文献标识码：AModelingandsimulationofsmal1．●—．_sizedunmannedhelicopDterSHUIHai—tao，WANGJian—wen，LIXun，MAHong—XU(CollegeofElectromechanicalEngineering＆Automatio

3、n，NationalUni~rsityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Theauthorsmainlydiscussedthemodelingandsimulationofsmall—sizedunmannedhelicopter．Theybuiltarelativelyintegratedaerodynamicmodelforsmall—sizedunmannedhelicopter，andthenper—formedasimulationforthedynamicm

4、odelandanadaptivecontrolarithmeticbyusingtheadaptivecontrollerforunmanedhelicopterspresentedinthereferencesandRealFlightR／CFlightSimulator，Helicopterwascon—trolledwellusingtheadaptivecontrolarithmetic．Thesimulationresultsshowedthatthecharacteristicsofthedynamicmodelwereb

5、asicallyconsistentwiththatoftherealhelicopter，andtheadaptivecontrolarithmeticcouldbeusedforimplementingunmannedhelicoptercontro1．KeyWords：unmannedhelicopter；dynamicmodel；simulation；RealFlight微小型直升机有着垂直起飞和着陆、悬停、纵定翼飞机。飞、侧飞和快速转变航向的飞行特性，因此微小型无本文以模型直升机(Raptor30遥控直升机)作为研人驾驶直升机

6、能够进人各种危险禁地进行资源勘究对象，Et的是要构建一架全自主无人驾驶直升机(简查、情报侦察或反恐作战等。随着电子技术和控制称无人直升机)。在构建无人直升机的过程中首先要技术的发展，世界各国充分认识到了无人驾驶直升解决的问题就是无人直升机数学模型的建立。文章针机在未来战争中的作用，无人驾驶直升机已经成为对无人直升机的模型问题进行了深人的研究，建立了无人飞行器发展的一个重要方向。但是相比于固定较为完整的无人直升机动力学模型，并根据文献[1]提翼飞机，有着旋转桨叶的直升机气动环境要复杂得出的自适应控制算法，利用RealFlight软件提供的

7、仿真多，而且直升机主旋翼、机身和尾桨之间、桨叶和桨界面进行了仿真，最后给出了仿真结果。叶之间都存在强烈的耦合。这使得难以准确建立直1微小型直升机动力学模型升机数学模型。也正是因为模型的不精确和直升机本身的非线性使得直升机的控制难度要远远高于固动力学模型是联系直升机位置、姿态和控制量之间的纽带。无人直升机动力学模型包括质点动力收稿日期：2005—06一Ol修定日期：2005—07—14学方程和主旋翼、伺服小翼、尾桨、平尾、垂尾和机身作者简介：税海涛(1981一)，男，湖北人，硕士生，研究方向为等各部件的空气动力学方程。质点动力学方程主要无

8、人机。使用牛顿定律来建立，其方程在理论力学J中有完维普资讯http://www.cqvip.com50电光与控制第13卷整的表述；空气动力学方程主要使用叶素理论[】来直升机处于理想的悬停状态：速度为0，前向