《單旋翼無人直升機的旋翼系統建模與容錯控制研究》是依託哈爾濱工業大學，由費中陽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：單旋翼無人直升機的旋翼系統建模與容錯控制研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：費中陽
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
無人直升機是一種可垂直起降的飛行器，在軍用和民用領域都具有重要的套用價值。單旋翼無人直升機是其中最為常見，套用最為廣泛的一種無人直升機。但由於旋翼誘導流場得複雜性，其準確建模一直是困擾學術界的難題。本項目將針對現有動態入流模型的缺點，構建新的基於有限狀態方法的入流模型，使其兼具準確性和計算的快速性。並基於新的動態入流模型，採用co-state方法計算旋翼尾流，研究尾流與尾槳的相互作用。在充分考慮無人直升機各部分動態的前提下，建立新的準確的無人直升機模型。針對無人直升機常見故障，建模並採用自適應滑模控制的方法，設計容錯控制器。本項目的研究成果將提高無人直升機建模準確性及系統的安全性與可靠性，豐富旋翼系統的動態分析方法以及無人機的控制理論。
結題摘要
單旋翼無人直升機是無人機系統中大量採用的結構，在軍用和民用領域都具有重要的套用價值。但由於旋翼誘導流場得複雜性，其快速準確建模一直是困擾學術界的難題。本研究針對現有動態入流模型的缺點，構建新的基於有限狀態方法的入流模型，使其兼具準確性和計算的快速性，並結合co-state方法重構了計算旋翼系統下方的模型的計算方法。考慮到無人直升機的動態特性及工作環境等，結合本單位研究特長，以及無人旋翼系統研究中遇到的問題及其多模態的特點，深入研究了切換系統的相關的理論，並解決了二維系統的控制與濾波，切換系統的有限時間控制，可達集估計，隨機Markov時滯系統的控制和濾波等問題，取得了一系列成果。 在本項目支持下，項目組在基金執行期間共發表SCI檢索論文16篇（其中包含本領域頂級期刊Automatica論文1篇，IEEE transactions on Automatic Control論文2篇），參加本領域國內/國際重要會議4次，並宣讀相關研究成果。申請人入選哈爾濱工業大學基礎研究傑出人才，並獲得黑龍江省自然科學一等獎，獲得自然科學基金面上項目支持（2019.01-2022.12）。
