資源描述：
《涵道共軸旋翼飛行器建模與驗證》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中圖分類號：V212.4論文編號：102870115-S255學(xué)科分類號：082520碩士學(xué)位論文涵道共軸旋翼飛行器建模與驗證研究生姓名牛金宇學(xué)科、專業(yè)航空宇航科學(xué)與技術(shù)（直升機(jī)工程）研究方向飛行器控制與仿真指導(dǎo)教師徐錦法教授南京航空航天大學(xué)研究生院航空宇航學(xué)院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringModelingandVerificationofADuctedCo
2、axialRotorAircraftAThesisinAerospaceScience&Technology(HelicopterEngineering)byNiuJinyuAdvisedbyProf.XuJinfaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承諾書本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含
3、其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要由于出色的懸停和低速飛行性能，旋翼飛行器一直是航空領(lǐng)域研究的熱點，然而出于力矩配平的需求，傳統(tǒng)旋翼飛行器的尺寸往往很大。近年來，逐漸興起的涵道共軸旋翼飛行器既具備旋翼飛行器的低速性能，又在尺寸上得到了精
4、簡，因此吸引了很多研究者的目光。本文研究對象就是某型涵道共軸飛行器的驗證機(jī)，主要工作就是對其進(jìn)行建模和模型驗證。首先，使用傳統(tǒng)的滑流和葉素理論，并綜合實驗方法，建立涵道共軸飛行器的飛行動力學(xué)模型，完成了Matlab/Simulink飛行動力學(xué)仿真模型的構(gòu)建，通過配平和線化處理得到了相關(guān)狀態(tài)下的小擾動線化模型，進(jìn)行了飛行控制律設(shè)計以及經(jīng)典科目仿真飛行。其次，針對飛行器實驗平臺進(jìn)行了飛行控制系統(tǒng)設(shè)計。飛行控制系統(tǒng)包括了航電設(shè)備、飛控軟件和地面站系統(tǒng)。在模型估算結(jié)果基礎(chǔ)上，根據(jù)功率需求選取了電機(jī)、電調(diào)以及電源等設(shè)備，依據(jù)飛控系
5、統(tǒng)對傳感器設(shè)備數(shù)據(jù)精度要求選取了IMU、GPS、高度計等傳感器設(shè)備。飛控計算機(jī)為自制產(chǎn)品，以STM32微型嵌入式處理器為核心，飛控程序以PID算法為基礎(chǔ)，設(shè)計了增穩(wěn)控制回路和姿態(tài)控制回路，實現(xiàn)了驗證機(jī)穩(wěn)定的飛行控制。地面站系統(tǒng)以地面監(jiān)控軟件為核心，利用通信設(shè)備實現(xiàn)了與空中飛行器平臺之間的地空數(shù)據(jù)交換，地面監(jiān)控軟件涉及信息監(jiān)視與指令操控兩部分，軟件采用C#語言編寫，以模塊化編程設(shè)計思想實現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)顯示、圖像記錄顯示、電子地圖、控制參數(shù)調(diào)試、指令發(fā)送等功能。接著，進(jìn)行了飛控系統(tǒng)測試和飛控參數(shù)整定試驗。通過靜態(tài)調(diào)試、系
6、留試驗和試飛實驗層層遞進(jìn)的調(diào)試方法，完成了飛控系統(tǒng)功能測試和飛控參數(shù)整定。對飛控系統(tǒng)硬件、軟件進(jìn)行全方位測試同時，得到了可使飛行器穩(wěn)定飛行的控制參數(shù)。用硬系留、軟系留和不系留三級試驗調(diào)試辦法完成了通道控制參數(shù)的整定，有效避免了飛行器平臺在試驗過程中可能出現(xiàn)的飛行不穩(wěn)定，極大減少了試驗事故的發(fā)生。最后，在飛行數(shù)據(jù)采集、分析處理基礎(chǔ)上，完成飛行動力學(xué)模型的驗證。對模型進(jìn)行了配平驗證、控制參數(shù)驗證和仿真飛行驗證。驗證結(jié)果表明，模型具有很高精度。關(guān)鍵詞：飛行動力學(xué)建模，飛行控制，參數(shù)整定，飛行仿真，模型驗證I涵道共軸旋翼飛行器建
7、模與驗證ABSTRACTRotorcraftisalwaysthehotspotinaviationfieldforitsperfectperformanceinhoveringandlow-speedflight.Generally,rotorcraftisofconsiderablesizefortorquebalancing.Inrecentyears,anewkindofaircraftcalledductedcoaxialrotoraircraftisshowingupprominently,withbotht
8、headvantageofrotorcraftandmuchsmallerscale.Modelingandverificationofthiswidelywatchedaircraftisthemainlyworkofthepaper.Atfirst,thispaperdesignsthemodelwithtrad
