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主题:系统设计 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2023-12-28

系统设计论文范文

《无人倾转旋翼机飞行控制系统设计》

本文是关于系统设计类学年毕业论文范文与旋翼机和控制系统和飞行有关论文范本.

[摘 要]倾转旋翼机作为一种新型的飞行器,其主要是通过旋翼处安装可旋转的机构,使飞行器在实际飞行过程中,可以在“0°-90°”之间旋转.而这就使得飞行器具备了固定翼飞机和旋翼飞机的两个特性,同时增加了控制的难度.文章就此探讨了无人倾转旋翼机飞行控制系统设计过程,具体内容供相关人员参考和借鉴.

[关键词]无人倾转旋翼机;飞行控制系统;设计

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)04-0244-01

1无人倾转旋翼机飞行控制系统

无人倾转旋翼机飞行控制系统的核心就是实现无人飞行,即无人控制飞行.而要想实现这一目标,控制系统就必须要实时测量周围环境和自身状态的变化,并根据计划任务来进行解算、决策并实时输出控制指令来控制倾转旋翼机的飞行.

一般的无人飞行器飞行控制系统主要功能包括:系统监测与控制、飞行任务规划、任务重构、突发事件处置、系统重构、智能学习等.为实现这些功能,必须综合运用自动控制原理、智能控制算法、计算机信息技术、系统工程和运筹学等多学科知识.由此,无人飞行控制系统是一个高阶的、非线性的、繁杂的复合系统,其内部各个子系统间存在着高度的耦合与冗余控制,系统的控制参数与输出较多,且这些控制参数与输出间还存在一定程度的冲突和互斥问题.如果要完整的设计一套实现无人机飞行的控制系统,这就需要相关技术人员长期研究和努力,是一项艰巨的任务.文章文章主要就无人倾转旋翼机的实物实验平台软硬件系统设计进行了简单分析.

2无人倾转旋翼机飞行控制平台设计方案

2.1机械结构方案

无人倾转旋翼机飞行控制系统的核心控制部分安装在机体之上,在其正常飞行的时候,主要通过控制算法来控制两个旋翼及6个舵机来控制无人倾转旋翼机的吊舱、副翼、尾翼等完成无人机的飞行姿态控制.这些操纵部件都是无人机机体结构的一部分.机体自身重量是无人倾转旋翼机机械结构设计需要考虑的一个重要问题.如果单纯以减轻无人倾转旋翼机自身重量为目的,虽然可以使飞行载重更大、续航时间更长,但有可以会影响到无人机的整体强度.因此,科学、合理的结构设计不仅可以较好确保无人机操控系统的精度,避免出现因结构设计不当给控制带来的影响,同时还可以提高无人机倾转旋翼机的安全系统,解决重量与强度之间的矛盾问题.其机械结构总体设计方案如表1所示.

2.2控制系统方案

无人倾转旋翼机控制系统主要是由遥控器、机载下位机和PC端上位机三部分构成.其中,遥控器的作用为:第一,在应急状态下进行人工干预,确保系统安全;第二,作为控制系统的备件,用于在未完全实现上位机无人控制之前,对倾转旋翼机实物平台进行简单验证;②在应急状态下进行人工干预,确保系统安全;第三,作为无人倾转旋翼机上位机与下位机之间的无线传输机构,传递数据.

机载下位机的作用:第一,接收上位机或遥控器的控制信号;第二,控制动作器作出响应;第三,收集机身传感器数据,进行数据分析与传输.

上位机的作用:第一,接收下位机无线接收模块发送来的数据;第二,向下位机发送各通道飞行姿态控制参数.无人倾转旋翼机飞行控制系统的硬件主要由主控器与各传感器、辅助电路构成.

传感器系统分为三部分,分别为:第一,GPS系统,由GPS模块和有源天线组成,用于确实无人倾转旋翼机的地理位置.第二,高度系统,由气压计和超声波传感器组织,用于室内室外的无人倾转旋翼机高度测量.第三,状态控制系统,由磁力计和陀螺仪组成,用于无人倾转旋翼机的空中姿态测量和增稳.

2.3无人倾转旋翼机飞控系统结构

对于无人倾转旋翼机来说,使用开环控制结构的稳定性不够,飞行的品质也不能保证.因此,为了满足设计要求,设计人员需要设计闭环控制器.和一般的飞行控制器类似,无人倾转旋翼机的飞行控制系统也是由内外两个回路构成,内回路主要负责姿态控制,外回路主要负责轨迹控制.其中,内回路的主要控制参数有滚转角及其角速度和俯仰角及其角速度等倾转旋翼机的自身姿态量,使倾转旋翼机的接收到控制指令时能够准确快速地做作响应;外回路主要控制参数是倾转旋翼机的横纵向速度及竖向位移等空间状态量.控制系统框图如图2所示.

结束语

综上所述,无人倾转旋翼机飞行控制系统作为无人倾转旋翼机主要构成部分,加强对其系统的研究和設计,对于提高无人倾转旋翼机的飞行性能具有十分重要的作用.相关技术人员需要不断加强对其研究和创新,从而促进无人倾转旋翼机的良好发展.

参考文献:

[1]马文辉.无人倾转旋翼机飞行控制系统设计[D].电子科技大学,2016.

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系统设计引用文献:

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