倾转旋翼飞行器飞行控制与实时仿真
倾转旋翼飞行器具有直升机模式、过渡模式和飞机模式三种飞行模式，控制操纵变量也因飞行模式而异，这给倾转旋翼飞行器飞行控制系统的设计带来较大的困难。本文采用模型动态逆与神经网络误差补偿算法，设计了一套可以适用于不同飞行模态的飞行控制系统。在飞行控制系统测试与验证过程中，实时仿真实验发挥着举足轻重的作用。目前应用较多的实时仿真系统存在通用性不强、软硬件设计周期长、开发效率低等问题。本文基于dSPACE实时系统，设计了一套倾转旋翼飞行器飞行控制实时仿真系统。系统使用Simulink/RTW开发工具，能够快速高效地完成从系统建模、实时代码生成到实时仿真试验的整个过程。 首先，本文建立倾转旋翼飞行器的六自由度飞行动力学运动方程，并分析其旋翼以及机身各部件的气动力和力矩，并针对不同飞行模态进行线性化分析，讨论了飞行控制系统设计的必要性。 然后，基于模型动态逆和神经网络误差补偿算法，设计了一套可适用于不同飞行模态的飞行控制系统，并针对姿态控制系统和轨迹控制系统，分别介绍了系统的组成结构以及各组件的功能。 再然后，提出一套基于dSPACE的实时仿真系统的设计方案，并给出系统中硬件和仿真软件的结构组成、实现方式以及相应的目标机软件设计方案、目标机之间的数据通信方式等。 最后，结合向心回转和障碍滑雪两个直升机机动与过渡模态飞行仿真科目，进行实时仿真验证。仿真试验结果表明，基于模型动态逆与神经网络误差补偿算法的飞行控制系统，能够实现对倾转旋翼飞行器的有效控制；基于dSPACE的实时仿真系统，能够充分利用已建立的飞控系统模型，自动生成针对目标环境的实时代码，实现与MATLAB/Simulink的无缝连接，很适合飞行控制系统的开发。
倾转旋翼飞行器;飞行控制;实时仿真;六自由度飞行动力学运动方程
南京航空航天大学
硕士
飞行器设计
徐锦法
2011
中文
V275.1;V249.12
90
2013-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）