無人飛行器飛行控制仿真與軟件設計培訓課程

培訓目標：

傾轉旋翼飛行器飛控系統軟件的研究方法,并進行相關控制器的設計和仿真。傾轉旋翼飛行器在飛行過程中受到的外力較復雜,自身又具有復雜的非線性強耦合動態特性。本文針對傾轉旋翼飛行器的飛行控制關鍵技術進行了深入研究,提出了開發飛行器飛行控制仿真軟件系統的解決方案,解決了無人機傾轉旋翼飛行器模型特性分析、飛行控制系統設計與仿真、飛行任務規劃等技術難題。

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第一部分，用C＃語言實現了飛行控制系統模型參數管理和控制軟件的WPF架構設計,仿真軟件按飛行器模型信息、控制器模型信息、飛行科目模塊信息等模塊設計,使復雜的建模過程得以模塊化、結構化和界面化,方便了仿真工程師們的理解與交流。

??第二部分，建立了無人傾轉旋翼飛行器非線性全量方程數學模型,分析了直升機飛行模式和飛機飛行模式小擾動線化模型的穩定導數、控制導數、穩定性和操縱性,為飛行控制系統設計和驗證提供了明確的被控對象。

??第三部分，運用人工神經網絡和逆系統控制方法,從內外兩個回路方面,提出了無人傾轉旋翼飛行器飛行控制系統基本結構。基于該結構,根據動態逆反饋線性化理論設計無人飛行器內回路姿態控制系統和外回路軌跡控制系統,并分析模型跟蹤誤差動力特性,再根據誤差特性設計神經網絡誤差補償器,給出神經網絡在線學習調整算法。

??第四部分，運用VS程序設計工具開發了飛行器飛行控制仿真軟件,對控制系統理論的正確性和合理性進行仿真實驗驗證,并參照飛行品質規范進行了仿真實驗。

總結：典型機動科目和飛行仿真的結果表明,所設計的飛行器飛行控制仿真軟件能夠有效實現姿態和軌跡的穩定和跟蹤控制,符合飛行控制要求。