系统工程与电子技术

作者：邓柏海, 徐锦法

单位：南京航空航天大学航空学院直升机旋翼动力学国家重点实验室, 江苏 南京 210016

关键词：复合式无人直升机,操纵策略,线性自抗扰控制,半物理仿真

基金：直升机旋翼动力学国家级重点实验室基金(9140C400504130C4148)

半物理仿真作为飞行控制系统设计验证的一条有效测试途径, 能降低其研制风险和成本。姿态控制回路是飞行控制系统设计的关键, 决定着飞行控制系统设计的成败。复合式无人直升机(compound unmanned helicopter, CUH)的飞行动态特性不但非线性明显、耦合性强, 而且操纵输入冗余, 给飞行控制律设计带来极大挑战。建立复合式无人直升机飞行动力学全量非线性运动方程, 以此为被控对象, 设计姿态线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection controller, LADRC), 用STM32F405嵌入式控制器作为机载控制器完成软、硬件实现, 被控对象飞行动力学模型构成姿态控制半物理仿真系统。机载控制器实时硬件在环, 姿态控制律设计为LADRC和比例-积分-微分控制器(proportion-integration-differentiation controller, PID)两种, 控制通道输出经操纵策略分配作用于被控对象模型操纵舵面, 采用姿态控制对比方法在半物理仿真系统上完成仿真试验。仿真结果验证LADRC满足CUH姿态控制要求, 其稳定性、抗扰性和鲁棒性均好于PID控制, 能使CUH在全飞行模式下稳定、可靠地飞行。试飞结果验证了所设计控制方法的有效性。

来源：2025年第2期

《系统工程与电子技术》期刊编辑部

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