直升机旋转逆动力学建模与大包线姿态控制新方法

本文档深入探讨了"直升机旋转逆动力学建模及姿态控制研究"这一主题，发表于2010年的《电机与控制学报》第14卷第8期。作者赵佳和申功璋来自北京航空航天大学控制一体化技术国家级科技重点实验室。研究旨在解决传统直升机单点逆动力学模型的局限性，提出了一种创新的建模方法，实现了大包线（飞行包络）内的姿态控制。 该方法采用了模块化建模策略，首先，通过对转动方程的逆解算，将姿态角速度指令转换成三个关键状态变量，即纵向和横向挥舞角以及尾桨偏航力矩指令。这些状态变量是实现精确控制的基础。接着，通过进一步分析主旋翼挥舞动态和尾桨桨距指令，计算出期望的纵、横向周期变距角和尾桨桨距角，从而构建出完整的直升机旋转逆动力学模型。这种模型能准确地模拟直升机在大范围飞行中的动态逆特性。 基于这个模型，研究人员设计了一套姿态控制系统。通过仿真结果，论文展示了该模型在大包线内表现出的高度准确性，以及在各种干扰因素下良好的性能鲁棒性。这意味着即使面对复杂飞行环境，直升机也能稳定地执行姿态控制任务，确保飞行安全和稳定性。 本文的关键术语包括直升机、逆动力学、建模、大包线以及姿态控制，这些都是研究直升机飞行控制的核心概念。整个研究对提升直升机的动态控制性能和技术水平具有重要意义，为直升机工程技术和飞行控制领域的理论研究提供了新的视角和实践指导。