● 摘要
近年来,无人直升机以其垂直起降、悬停飞行等灵活机动的特点,吸引了越来越多国内外的关注。在高性能无人直升机的研发过程中,建立描述典型环境飞行特性的动力学模型不可或缺。本文重点介绍了以京商260小型无人直升机为基础的小型无人直升机机动力学建模技术,阐述了基于频域辨识的小型无人直升机非线性建模的理论方法与技术途径,主要内容包括:
1. 结合空气动力学与飞行力学等方面的知识,建立了完整的描述小型无人直升机飞行特性的非线性动力学模型结构。通过机理建模分析,建立了无人直升机各部件的气动力模型,并着重对于旋翼系统的挥舞运动进行了分析建模;
2. 根据机理建模的结果,设计了基于扫频飞行实验的数据采集方案。根据扫频飞行实验采集的数据建立了线性频率响应数据库。利用系统辨识理论,在频域范围内辨识得到了部分非线性动力学模型中的待辨识参数;
3. 提出了一套完整的参数标定方法用于标定非线性动力学模型中的参数。通过对参数进行分类,采用直接或者间接的方法对其加以标定;
利用Matlab/Simulink搭建了完整的动力学仿真模型。通过比较前飞加速状态下的仿真模型输出与实际飞行状态数据来验证所得动力学模型的准确性。
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