直升机无人化改型技术

第1篇 绪论 1

第1章 概述 1

1.1 无人直升机研制的意义 1

1.2 无人化改型技术的现状 1

1.3 无人化改型技术的内涵 6

参考文献 7

第2篇 改型前准备 9

第2章 直升机飞行动力学建模 9

2.1 直升机建模方法概述 9

2.2 机理建模 9

2.2.1 坐标系的定义及转换 9

2.2.2 运动学方程 11

2.2.3 动力学方程 13

2.2.4 小扰动线性化模型 14

2.3 频域辨识 15

2.3.1 基本特点及流程 15

2.3.2 频率响应 18

2.3.3 单通道传递函数辨识 18

2.3.4 状态空间方程辨识 20

2.3.5 模型精度分析与时域验证 24

2.4 扫频飞行试验 26

2.4.1 试验准备及试验步骤 26

2.4.2 试验数据要求 28

2.4.3 扫频飞行的技术要点 28

2.5 实例分析 30

2.5.1 数据重构与分析 30

2.5.2 单通道模型辨识 38

2.5.3 状态空间模型修正 41

2.5.4 时域验证 43

2.5.5 模型动力学特性分析 44

参考文献 47

第3章 直升机关键部件特性分析 48

3.1 发动机模型辨识 48

3.1.1 数学模型 48

3.1.2 模型辨识 48

3.1.3 时域验证 52

3.2 操纵系统特性分析 53

3.2.1 操纵系统的组成 53

3.2.2 铰链力矩计算 54

3.2.3 操纵系统传力分析 56

3.3 电气系统特性分析 60

3.3.1 电气系统的组成 60

3.3.2 传感器特性 62

3.3.3 执行器特性 65

参考文献 68

第3篇 分类研发 69

第4章 电气系统改型 69

4.1 监测系统 69

4.1.1 传感器布置 69

4.1.2 信号调理电路 74

4.1.3 传感器智能化改型 81

4.2 操纵系统 87

4.2.1 开关量控制 87

4.2.2 电机控制 89

4.2.3 舵机 92

4.3 供电系统 93

4.3.1 电源系统 93

4.3.2 配电系统 95

参考文献 96

第5章 航电系统研制 98

5.1 需求分析 98

5.1.1 任务场景 98

5.1.2 需求分析方法 101

5.1.3 实例分析 105

5.2 系统设计方法 113

5.2.1 基本原理 114

5.2.2 主要特点 115

5.3 技术结构设计 118

5.3.1 系统构架设计 118

5.3.2 系统功能设计 126

5.3.3 软硬件结构规范设计 127

5.4 系统结构设计 128

5.4.1 应用层软件结构 128

5.4.2 构架层操作系统 129

5.4.3 实例层硬件设计 130

参考文献 131

第6章 动力及飞行控制研制 133

6.1 动力系统控制 133

6.1.1 发动机转速控制 133

6.1.2 离合器控制 135

6.1.3 超转控制 137

6.2 飞行控制 141

6.2.1 典型控制器 141

6.2.2 应用实例 144

参考文献 149

第4篇 改型后测试 150

第7章 仿真测试 150

7.1 半物理仿真 150

7.1.1 最小闭环仿真 150

7.1.2 控制律内环仿真 151

7.1.3 控制律外环仿真 151

7.1.4 全系统综合仿真 151

7.2 测试实例 153

7.2.1 风扰动下三轴姿态及高度控制 153

7.2.2 航迹跟踪仿真 153

参考文献 154

第8章 地面测试 155

8.1 发动机测试 155

8.1.1 发动机试验准备 155

8.1.2 发动机测试科目及内容 157

8.1.3 发动机测试实例 160

8.2 系留测试 163

8.2.1 系留试验准备 163

8.2.2 系留测试科目及内容 165

8.2.3 系留测试实例 166

参考文献 171

第9章 飞行测试 172

9.1 飞行试验准备 172

9.2 飞行测试科目及内容 172

9.2.1 自动悬停飞行试验 172

9.2.2 低空小速度自动航线飞行试验 175

9.2.3 中高空大速度自动航线飞行试验 179

9.2.4 自动起降试验 181

9.2.5 机动飞行试验 183

9.3 飞行测试实例 183

参考文献 188