三旋翼飞行器动力学分析及建模

摘要：

根据国内外旋翼飞行器的发展趋势,提出了三旋翼飞行器的研究方案.首先,介绍了三旋翼无人飞行器的机械结构,分析了它的整体物理力矩,理论解决了力矩相互抵消的问题.其次,对飞行器的起飞、俯仰、滚转、偏航等姿态进行了数学分析,建立了三旋翼无人飞行器的数学模型.最后,利用PID控制法和线性二次高斯(LQG)控制方法设计了三旋翼飞行器的控制器.实验结果表明,PID控制器振荡时间比较长,次数较多,没有达到理想状态;利用LQG方法对控制器进行了改进,对各个通道阶跃函数及脉冲响应函数仿真图的分析显示,系统改进后响应速度有了提高,2 s左右受控达到平衡.本文的研究为无人机的姿态控制提供了理论基础.

关键词：三旋翼飞行器、飞行姿态、矩阵分析、PID控制、LQG控制

所属期刊栏目：21

分类号：V249.1;TP273.5(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)

资助基金：长春理工大学科研发展基金资助项目XJJ2008-02

在线出版日期：2013-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1873-1880