无人驾驶直升机飞行控制算法研究

无人直升机的高灵敏度、高准确性和高可靠性使得它在城市交通监控、地形测绘和战场侦察等方面有着广泛的应用前景。在无人直升机的研究中,直升机动力学模型的建立和飞行控制律的设计是需要解决的难点问题。本文在总结国内外研究成果的基础上,研究了以下几个方面的问题: 首先,建立了直升机的六自由度动力学模型,并运用动量理论和叶素理论推导出了直升机旋翼的空气动力学模型,然后详细地分析了直升机的开环特性,并对各通道的耦合关系进行了探讨。 其次,设计了无人直升机的姿态控制算法和轨迹跟踪控制算法。姿态控制算法采用动态逆控制方法,并利用神经网络在线补偿模型误差,使其具有自适应能力。在此基础上,设计了基于多通道PD控制的轨迹跟踪控制算法。最后通过仿真实验对算法的有效性进行了检验。 最后,利用可以获得的传感数据,运用Unscented Kalman滤波实现了对无人直升机各状态变量的估计,并给出了仿真结果。