直升机有哪六个六自由度度？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2012-06-09 01:18 标签： 六自由度
四旋翼直升机姿态运动控制研究--CNKI机构馆在线
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四旋翼直升机姿态运动控制研究
作&&&&者：
来&&&&源： 东北大学
摘&&&&要： 四旋翼直升机是一种外型新颖、性能卓越的垂直起降式直升机,具有广阔的军事和民用前景。与此同时,它还是火星探测无人飞行器的重要研究方向之一。近年来,四旋翼直升机已经引起了广大科研人员的高度关注,成为国际上新的研究热点。
本文通过对三自由度四旋翼盘旋系统的研究,模拟实际四旋翼无人机,构造了室内六自由度四旋翼无人直升机飞行系统。六自由度四旋翼直升机有四个输入,同时却有六个输出,所以它又是一种欠驱动系统。四旋翼直升机前后和左右两组螺旋桨的转动方向相反,通过改变螺旋桨速度来改变升力,进而改变四旋翼直升机的姿态和位置。本文针对四旋翼无人机的特点,主要进行了以下几个方面的研究：
首先,介绍了目前国内外四旋翼无人直升机的研究现状和相关技术,以及四旋翼直升机的主要控制方法,论述了开展这方面研究工作的重要意义。
其次,通过对六自由度四旋翼直无人机的工作原理和建模方法的研究,用三自由度盘旋系统试验平台模拟实际六自由度四旋翼无人机姿态运动,构造了四旋翼无人直升机的非线性模型。
再次,根据系统欠驱动非线性模型的特点,提出了全驱动通道和欠驱动通道设计,对欠驱动通道设计了基于指数趋近律滑模变结构控制器；并通过仿真实验检验了控制器的有效性。
最后,针对欠驱动通道状态之间的动态耦合性和实际四旋翼直升机工作情况,对欠驱动通道进行了子通道的设计,研究并设计了基于Backstepping的控制器,并利用MATLAB软件中Simulink模块建立了系统的仿真模型,仿真结果验证了控制器的有效性。本人通过试验平台模拟实际四旋翼直升机飞行运动,并设计控制器的方法可以指导实际四旋翼直升机飞行控制器的设计和姿态运动研究。
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摘要5-6? Abstract6-9? 第1章 绪论9-17?
1.1 选题背景9-10?
1.2 国内外研究现状10-14?
1.3 四旋翼直升机控制方法14-15?
1.4 本课题研究目的和意义15?
1.5 本文主要工作15-17? 第2章 四旋翼直升机模型建立17-27?
2.1 三自由度四旋翼盘旋系统组成17-18?
2.2 六自由度四旋翼无人机工作原理18-20?
2.3 非线性模型建立20-26?
2.3.1 坐标系及坐标转换矩阵20-22?
2.3.2 四旋翼直升机的平移运动22-23?
2.3.3 四旋翼直升机的姿态运动23-26?
2.4 本章小结26-27? 第3章 基于滑模变结构的控制器设计27-41?
3.1 滑模变结构控制理论27-33?
3.1.1 变结构理论的发展历程28-30?
3.1.2 变结构的研究现状30?
3.1.3 滑模变结构理论的基本原理及不变性30-32?
3.1.4 抖振问题及其削弱策略32-33?
3.2 滑模变结构控制系统设计33-37?
3.2.1 四旋翼直升机动力学模型34?
3.2.2 四旋翼直升机飞行控制系统设计34-35?
3.2.3 滑动模面设计35-36?
3.2.4 滑模变结构控制器设计36-37?
3.3 仿真分析37-40?
3.4 本章小结40-41? 第4章 基于Backstepping的控制器设计41-55?
4.1 Backstepping方法41-46?
4.1.1 Lyapunov稳定性42-43?
4.1.2 严格反馈系统43?
4.1.3 Backstepping算法及其稳定性证明43-46?
4.2 基于Backstepping的飞行控制系统设计46-52?
4.2.1 欠驱动通道的控制系统设计47-48?
4.2.2 Backstepping控制器设计及其稳定性分析48-52?
4.3 仿真分析52-54?
4.4 本章小结54-55? 第5章 结论与展望55-57? 参考文献57-61? 致谢61
中国学术期刊网络出版总库[1] 田丽;;兵工自动化;1998年04期[2] 王兴贵;黄忠良;;;电力系统及其自动化学报;2006年06期[3] 李占科,宋笔锋,宋海龙;;飞行力学;2003年04期[4] 周凤岐;孔令云;;;空军工程大学学报(自然科学版);2007年03期[5] 郑艳;郑秀萍;褚俊霞;井元伟;;;控制与决策;2006年01期[6] 宫琪,田玉平;;自动化学报;2000年04期[7] 樊晓霞,陈佳品,李振波;;微处理机;2004年04期[8] 王莉
,王庆林;;自动化博览;2004年06期[9] 杨勇;;;湖南工业大学学报;2007年04期
中国博士学位论文全文数据库[1] 胡春华;;清华大学;2004年
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&&&&在6月18日开幕的第五届中国·福建项目成果交易会上，由北京航空航天大学研制的“六自由度”直升机试飞测试平台，受到国内外同行的关注。它解决了传统的试飞直升机范围小、自由度不大和灵活性差的难题，有效提高了直升机试飞的自由度和操纵的灵活性。《中国质量报》
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