基于模糊控制的倾转三旋翼无人机过渡模式操纵策略研究

张飞; 路平; 江涛; 史凤鸣

doi:doi:10.3969/j.issn.1671-637x.2018.04.007

电光与控制, 2018, 25 (4): 32, 网络出版: 2021-01-21

基于模糊控制的倾转三旋翼无人机过渡模式操纵策略研究

Transitional Mode Manipulation Strategy of Tilt Tri-rotor UAVs Based on Fuzzy Control

论文大纲

张飞路平江涛史凤鸣

作者单位

陆军工程大学无人机工程系, 石家庄 050003

倾斜三旋翼无人机过渡模式模糊控制操作策略高度控制 tilting tri-rotor UVA transitional mode fuzzy control manipulation strategy height control

摘要

倾转三旋翼无人飞行器作为一种特殊构型的飞行器, 结合了直升机和固定翼飞行器的优点, 同时具备了直升机和固定翼飞行器的操纵方式, 但在过渡模式中需要对发动机短舱进行控制, 造成操纵冗余问题, 两套操纵方式都不适合单独使用。针对倾转三旋翼无人机过渡模式发动机短舱倾转过程中的飞行器操纵冗余问题, 建立了合适的倾转三旋翼过渡模式动力模型, 提出了一种新的基于模糊控制的倾转控制方法, 通过与传统的倾转旋翼飞行器过渡模式操纵策略对比实验分析发现, 该方法能够较好地解决倾转三旋翼无人机过渡模式中纵向高度控制问题, 使倾转三旋翼无人机能够平稳高效地实现过渡模式飞行。

Abstract

As an aircraft with special configuration, the tilt tri-rotor UAV combines the advantages of helicopters and fixed-wing aircrafts and has the operating modes of the two at the same time. Whereas, the engine nacelle should be controlled in the transitional mode, which brings the problem of manipulation redundancy, and neither manipulation approach is fit for use alone. In order to solve the problem of aircraft manipulating redundancy of the tilt tri-rotor UAV in the process of nacelle tilting in the transitional mode, an appropriate dynamic model of the tilt tri-rotor in the transitional mode is built, and a new tilting control method based on fuzzy control is proposed. Through the experimental analysis and the comparison with the traditional manipulation strategy of the tilt rotor aircraft in the transitional mode, it is found that this method can solve the problem of longitudinal height control of the tilt tri-rotor UAV in the transitional mode, so that the tilt tri-rotor UAV can implement a smooth and efficient flight in the transitional mode.

参考文献

[1] PAPACHRISTOS C, TZES A. Modeling and control simulation of an unmanned tilt tri-rotor aerial vehicle［C］//IEEE International Conference on Industrial Technology, 2012: 840-845.

[2] OZDEMIR U, AKTAS Y O, VURUSKAN A, et al. Design of a commercial hybrid VTOL UAV system［J］. Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2014(1/2): 371-393.

[3] NOTARSTEFANO G, HAUSER J. Modeling and dynamic exploration of a tilt-rotor VTOL aircraft［J］. IFAC Proceedings Volumes, 2010, 43(14): 119-124.

[4] 陈坤, 史志伟, 孙加亮. 倾转三旋翼飞行器地面效应风洞试验［J］. 航空学报, 2015, 36(9): 2884-2891.

[5] 万华芳. 倾转旋翼飞行器过渡段仿真研究［D］. 南京: 南京航空航天大学, 2011.

[6] 曹芸芸, 陈仁良. 倾转旋翼飞行器的操纵策略和配平方法［J］. 南京航空航天大学学报, 2009, 41(1): 6-10.

[7] 高正, 陈仁良. 直升机飞行动力学［M］. 北京: 科学出版社, 2003: 24-42.

[8] 王适存. 直升机空气动力学［M］. 南京: 航空专业教材编审组, 1985: 68-72.

[9] 杨阳, 崔金峰, 余毅. 三旋翼飞行器动力学分析及建模［J］. 光学精密工程, 2013, 21(7): 1873-1880.

[10] 夏青元, 徐锦法, 金开保. 倾转旋翼飞行器的建模和操纵分配策略［J］. 航空动力学报, 2013, 28(9): 2016-2028.

[11] 陈永. 倾转旋翼机过渡段纵向姿态控制技术研究［D］. 南京: 南京航空航天大学, 2011.

[12] 夏青元, 徐锦法, 金开保. 倾转旋翼飞行器的建模和操纵分配策略［J］. 航空动力学报, 2013, 28(9): 2016-2028.

[13] 陈永, 龚华军, 王彪. 倾转旋翼机过渡纵向姿态控制技术研究［J］. 飞行力学, 2011, 29(1): 30-33.

张飞, 路平, 江涛, 史凤鸣. 基于模糊控制的倾转三旋翼无人机过渡模式操纵策略研究[J]. 电光与控制, 2018, 25(4): 32. ZHANG Fei, LU Ping, JIANG Tao, SI Fengming. Transitional Mode Manipulation Strategy of Tilt Tri-rotor UAVs Based on Fuzzy Control[J]. Electronics Optics & Control, 2018, 25(4): 32.

基于模糊控制的倾转三旋翼无人机过渡模式操纵策略研究

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索

基于模糊控制的倾转三旋翼无人机过渡模式操纵策略研究

相关论文

相关资讯

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索