共轴双旋翼直升机.ppt

共轴双旋翼直升机悬停方向的控制小组成员:李萍、李凯、周颗阳海兵、阳荣贵、唐才政、陈健制作时间:2013年11月摘要令主要目的:设计共轴双旋翼直升机悬停方向的控制令主要名词:共轴双旋翼直升机、串联校正、稳定性、稳态性能、动态性能自动控制:在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器),机器、设备或生产过程(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控量)自动地按照预定的规律运行。名词解释令双旋翼共轴式直升机:双旋翼共轴式直升机主要优点是结构紧凑,外形尺寸小。这种真升机因无尾桨,所以也就不也可以大大缩短。旋翼产生升力,每副旋翼的直径也可以缩短。操绞部理疑曩熴挂彝息t重箕纵明簋稽擭:髭打共轴式直升机气动力对称,其悬停效率也比较高令串联校正:串联校正是将校正装置G(s)串联在系统的前向通道中,串联校正装置的设计是根据系统面有部分的传递函数Go(s)和对系统的性能指标要求来进行的令稳定性:系统受到外作用后其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力慰系爨性能箈森香紛慜梐菴錱素鞭豗痤能辐蟲脔繪夯玀晟用下共轴双旋翼直升机共轴双旋翼共轴图滑面式转盘过摇臂址总跑筒半差动航向操纵系统示意图目录一:建模(一)被控对象数学建模二:被控对象特性分析(一)系统的稳态误差和稳态偏差(二)被控对象具体的特性分析(三)校正方式三:结论、建模(一)、,如图1所示解(1)确定输入、输出量为l、l(2)根据电路原理列写微分方程Ri!dt(3)消去中间变量,,如图2所示。解(1)确定输入、输出量为、n(2)根据电路原理列微分方程+iR+ldea=cr根据电动机力矩平衡原理列微分方程375dt图2他励直流电动机(3)消去中间变量,可得电路微分方程GD-(一)、被控对象数学模型共轴双旋翼直升机悬停方向的控制是角动量守恒定律的应用。直升机在发动前,系统的总角动量为零。在发动后,旋翼在水平面内高速转动,系统会出现一个竖直向上的角动量。由旋翼产生的升力竖直向上,方向通过大致与机身垂直的直立轴,飞机受重力也通过该轴,升力和重力对该轴均不产生力矩,故系统的角动量守恒。双旋翼直升机在直立轴上安装了一对向相反方向旋转的旋翼,通过对两旋翼旋转角速度的控制,实现直升机悬停方向的改变。共轴双旋翼直升机通过两个旋翼的差动旋转,进而将直升机悬停在预定位置,因此需要精确控制的变量是直升机的悬停方向。控制系统的输入量是预期的直升机的悬停方向,输出量即为实际的悬停方向。假设(1)上下旋翼均为三叶桨,且尺寸,重量等各种物理参数均相同(2)上下旋翼旋转轴通过机身质心;(3)机身外形简化成体积相同的长方体,质心位于其几何中心。上下旋翼的每叶桨的转动惯量为(1代表上旋翼,2代表下旋翼)==.机身的转动惯量为ML式中:转动惯量,:耀每叶的质量,1並每叶的长度,M机身的质重,L1初身长度根据角动量守恒得到方程3×J,a+3×J,O),+Jo=0=-(3×J161+3×J2K1=-3×J1/JK3×J,/J(式中正负号代表方向)得到