毕业设计说明书中文摘要本文以Trex-250微型直升机为研究平台，通过对微型直升机模型的简化，采用第一原理模型的方法，分析了微型直升机飞行过程中的受力和力矩情况，建立了6自由度非线性运动方程；并考虑微型直升机在悬停状态下旋翼和机身的气动力，建立了悬停状态下各个通道的参数化模型；通过MATLAB中的系统辨识工具箱对微型直升机参数进行辨识，并验证模型的有效性；最后，利用滑模变结构控制理论，设计微型直升机的强鲁棒飞行控制系统，仿真结果表明取得很好的控制效果。83094

毕业论文关键词  微型直升机  MATLAB  系统辨识  变结构控制

毕业设计说明书外文摘要

Title         Helicopter model identification and  flight control research               

Abstract In this paper,Trex-250 miniature helicopter as the research platform, by simplifying miniature helicopter model and using first-principles models to analyze miniature helicopter flight in the force and moment, the six degree of freedom nonlinear equations of motion are established。 Considering the rotor and fuselage aerodynamic force in hovering state, the parameter modeling of each channel is established。 The parameters of the miniature helicopter are identified by the system identification toolbox in MATLAB, and the validity of the model is verified。 Finally, based on the sliding mode variable structure control theory, we design a strong robust flight control system of a miniature helicopter。 The simulation results show that the control effect is great。

Keywords  Miniature helicopter  MATLAB  System identification  Variable structure control

目   录

1  绪论 … 1

1。1  选题的背景 … 1

1。2  研究现状 … 1

1。3  本文主要章节安排  4

2  直升机模型结构 … 5

2。1  引言 … 5

2。2  坐标系 … 5

2。3  直升机建模假设 … 5

2。4  直升机模型方程  5

2。5  本章小结 … 11

3  微型直升机模型识别  12

3。1  引言  12

3。2  识别算法  12

3。2。1  引言 … 12

3。2。2  PEM基本原理  12

3。2。3  PEM算法步骤  13

3。3  系统辨识工具箱  14

3。4  模型分解与识别  19

3。5  本章小结  27

4  基于滑模变结构控制的微型直升机飞行控制系统设计 … 28

4。1  引言  28

4。2  滑模变结构基本原理  28

4。2。1  滑模变结构控制的定义  28

4。2。2  滑模的存在条件 … 30

4。2。3  变结构控制系统的品质  30

4。2。4  积分滑模控制方法  31

4。3  滑模控制系统设计  32

4。3。1  数学模型  32

4。3。2  控制系统设计  33

4。4  仿真实验 … 38

4。5  本章小结 … 40

结论  41

致谢  42

参考文献43

1  绪论

1。1  选题的背景

微型直升机由于体积小、重量轻、性能稳定、成本低廉、结构简单和独特的飞行控制方式使其在多个领域具有相当广阔的应用。尤其是在军用和民用方面，微型直升机已经十分普及。随着科学技术的不断进步，各行各业的自动化、智能化发展迅猛，诸多行业如电力、石油、矿业、公安等对电网检测、石油管道检漏、矿产勘查测绘、公共安全监视提出了更高的要求论文网，利用微型直升机进行远程检查的需求越来越多。此外，森林火险、涝灾旱灾、地震等各类自然灾害频发，对于灾害发生信号额搜集预防，灾后现场的巡视和救援的需求增多也使得直升机的应用受到越来越多的关注[1]。