無人飛行器飛行控制仿真與軟件設計培訓課程

培訓目標：

傾轉旋翼飛行器飛控系統(tǒng)軟件的研究方法,并進行相關控制器的設計和仿真。傾轉旋翼飛行器在飛行過程中受到的外力較復雜,自身又具有復雜的非線性強耦合動態(tài)特性。本文針對傾轉旋翼飛行器的飛行控制關鍵技術進行了深入研究,提出了開發(fā)飛行器飛行控制仿真軟件系統(tǒng)的解決方案,解決了無人機傾轉旋翼飛行器模型特性分析、飛行控制系統(tǒng)設計與仿真、飛行任務規(guī)劃等技術難題。

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第一部分，用C＃語言實現(xiàn)了飛行控制系統(tǒng)模型參數(shù)管理和控制軟件的WPF架構設計,仿真軟件按飛行器模型信息、控制器模型信息、飛行科目模塊信息等模塊設計,使復雜的建模過程得以模塊化、結構化和界面化,方便了仿真工程師們的理解與交流。

??第二部分，建立了無人傾轉旋翼飛行器非線性全量方程數(shù)學模型,分析了直升機飛行模式和飛機飛行模式小擾動線化模型的穩(wěn)定導數(shù)、控制導數(shù)、穩(wěn)定性和操縱性,為飛行控制系統(tǒng)設計和驗證提供了明確的被控對象。

??第三部分，運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡和逆系統(tǒng)控制方法,從內外兩個回路方面,提出了無人傾轉旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)基本結構?；谠摻Y構,根據(jù)動態(tài)逆反饋線性化理論設計無人飛行器內回路姿態(tài)控制系統(tǒng)和外回路軌跡控制系統(tǒng),并分析模型跟蹤誤差動力特性,再根據(jù)誤差特性設計神經(jīng)網(wǎng)絡誤差補償器,給出神經(jīng)網(wǎng)絡在線學習調整算法。

??第四部分，運用VS程序設計工具開發(fā)了飛行器飛行控制仿真軟件,對控制系統(tǒng)理論的正確性和合理性進行仿真實驗驗證,并參照飛行品質規(guī)范進行了仿真實驗。

總結：典型機動科目和飛行仿真的結果表明,所設計的飛行器飛行控制仿真軟件能夠有效實現(xiàn)姿態(tài)和軌跡的穩(wěn)定和跟蹤控制,符合飛行控制要求。