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无人直升机模型自动驾驶仪系统开发
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2022-10-20
L132
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本研究项目旨在利用机载智能计算机开发自动驾驶仪系统，使直升机模型实现自主悬停机动。主要目标是提供一个全面的设计方法，实现和测试针对旋翼无人机开发的自动驾驶仪系统。该系统被设计用来论证起飞、悬停飞行性能等自主机动。在控制器设计方面，采用集中参数方法建立了遥控直升机非线性动态模型，其由驱动舵动态、旋翼动态、力和力矩过程以及刚性体动态等四个不同的子系统组成。随后，利用小扰动理论使该非线性直升机数学模型线性化，继而进行稳定性分析和线性反馈控制系统设计。用极点配置方法对直升机进行状态反馈镇定。整个直升机系统由一个机载计算机和一个作为地面站服务器的计算机组成。当飞行控制在机上完成时，任务规划、人类用户交互在地面进行。自主操作时使用的传感器包括加速度计、磁场计、旋转传感器（姿态和航向参考系统）和超声换能器。本文详细描述了自主驾驶直升机时所需的硬件、软件及系统架构。通过一系列飞行测试对自动驾驶系统进行性能验证，提出的悬停控制器在直升机姿态角稳定方面已表现出能力。该项目所做工作对马来西亚理工大学的无人直升机研究打下了坚实的基础，也提供了快速发展的机遇。
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