,小型空中无人作战平台,飞行控制系统设计,工作流程,第一阶段,调研工作,第二阶段 飞控熟悉,第三阶段 气动力模型,第四阶段 配平及稳定性,第五阶段,双回路控制,第一阶段,调研工作,01,第一阶段,调研工作,研究背景,六旋翼无人机结构简单、机动性强，特别是其垂直起降的性能尤其能,满足,无人作战平台在狭窄空间的作战,需求,研究意义,旋翼无人机气动特性的研究少有关于多轴无人机的报道，所以六旋翼气动特性及控制回路的研究,很有意义,第二部分,飞控熟悉,02,第二部分,飞控熟悉,组装一架小六轴,下载固件并完成校准,成功试飞,第三章,气动力模型,03,第三部分,气动力模型,因为气动力分析和运动方程的推导分别在不同坐标轴体系下进行分析,所以,MATLAB,仿真程序中多次进行坐标轴系转换,常用坐标系,欧美系,地面系,机体系,气流系,国家系,地面系,机体系,速度系,浆轴系,欧美系地面系,欧美系机体系,欧美系气流系,国家,系,地面系,国家系机体系,国,家系速度系,国家系桨轴系,03,第三部分,气动力模型,线运动方程,角运动方程,姿态角方程,在欧美坐标轴系内建立了无人作战平台关于所受空气动力、重力与在机体坐标系内的微分方程,03,第三部分,气动力模型,六旋翼气动力模型,第四阶段,配平及稳定性分析,04,第四阶段,配平及稳定性分析,配平分析是指求取无人作战平台能保持悬停或匀速飞行的状态量。,通过,trim,指令求取了无人作战平台在不同的前飞速度下的平衡点，再通过,linmod,指令求取模型的稳定性特征根，用以分析无人作战平台的稳定性,配平及稳定性分析均是基于左侧无人作战平台的线性化运动方程，左侧方程中令操纵向量为零则为稳定性分析的基础方程,04,第四阶段,配平及稳定性分析,上升油门配平曲线,姿态油门配平曲线,姿态角配平曲线,04,第四阶段,配平及稳定性分析,前飞速度,=0,=0.1,=0.2,特征根,0.1018,0.6768i,-2.03,-0.0853,0.0159,0.4945i,-3.0061,-0.0845,0.0730,0.6120i,-4.1911,-0.1724,无人作战平台是不稳定的，但是其不稳定性并不会危及飞行安全，可以通过驾驶员施加适当的操纵来平衡,第五阶段,双,回路控制,05,第五阶段,双,回路控制,姿态控制回路,05,第五阶段,双,回路控制,追踪,5,的姿态角阶跃信号结果图,追踪,3,的姿态角阶跃信号结果图,追踪姿态角回路悬停信号,经过对,PID,参数的仔细调节，姿态角回路能很好地追踪姿态角信号，约在,0.5s,左右很好地追踪到姿态角信号,05,第五阶段,双,回路控制,轨迹回路仿真模型图,05,第五阶段,双,回路控制,追踪,1m,阶,跃位移信号位移结果图,追踪,1m,阶,跃位移信号姿态角结果图,追踪,2m,阶跃位移信号位移结果图,追踪,2m,阶跃位移信号姿态角结果图,经过对,PID,参数的仔细调节，轨迹回路能很好地追踪轨迹信号，约在,2,.5s,左右很好地追踪到轨迹角信号,05,第五阶段,双,回路控制,追踪悬停位移信号位移结果图,追踪,悬停,位移信号姿态角结果图,05,第五阶段,双,回路控制,追踪较小斜率斜坡位移信号位移结果图,追踪较小斜率斜坡位移信号姿态角结果图,追踪较大斜率斜坡位移信号位移结果图,追踪较大斜率斜坡位移信号姿态角结果图,模型能很好地追踪较小斜坡位移信号，对于较大斜率的斜坡位移信号也能保持在模型的“小扰动假设”范围以内,谢谢观看,