丁力博士答辩公告

教学动态

发布时间:2016-10-12浏览次数:1145作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：丁力

指导教师：吴洪涛教授

论文题目：小型无人直升机动力学、控制及实验研究

答辩委员会：

主席：孙宇教授/博导南京理工大学

委员：谭业发教授/博导解放军理工大学

任乃飞教授/博导江苏大学

吴洪涛教授/博导南京航空航天大学

招启军教授/博导南京航空航天大学

陈柏教授/博导南京航空航天大学

秘书：姚裕副教授/硕导南京航空航天大学

答辩时间：2016年10月17日14:30-15:30

地点：南航明故宫校区15#-A307

本文拟为小型无人直升机建立精确的动力学模型和设计合理的飞行控制器，以增强其在自主飞行过程中的抗干扰能力与鲁棒性。同时，设计了高效快捷的航迹规划算法，以提升无人直升机在执行任务时的效率。主要完成工作如下：

（1）介绍了小型无人直升机机理建模的方法，推导了包括机体、主旋翼、尾翼、平尾与垂尾等子模型的非线性刚体动力学模型；

（2）利用PEM-ABC算法辨识出了无人直升机线性模型中的未知参数；

（3）设计了风洞试验对模型中的主旋翼挥舞运动时间常数进行修正；

（4）针对无人直升机的线性模型，设计了基于H-inf静态输出反馈的抗风扰悬停控制器，实现了无人直升机悬停抗风扰控制；

（5）针对无人直升机的非线性模型，设计了基于LADRC的控制器，实现了无人直升机多回路轨迹跟踪控制；

（6）提出了基于云模型人工蜂群算法的航迹规划方法，解决了无人直升机二维与三维航迹规划问题。

主要创新点：

（1）采用改进的人工蜂群算法辨识了小型无人直升机动力学模型中的未知参数，解决了传统辨识方法对数据与系统要求苛刻的问题。所得到的动力学模型有利于飞行控制器的直接设计；

（2）进一步完善了无人直升机的系统辨识，创新性地利用风洞试验对辨识得到的某些气动力参数进行了修正；

（3）针对小型无人直升机的线性模型，提出了一种基于H-inf静态输出反馈的抗风扰悬停控制算法。同时，给出了静态输出反馈增益的求解算法，与现有算法的不同之处在于该算法迭代时不需要初始增益，可实现控制器增益的高效求解；

（4）针对小型无人直升机的非线性模型，提出了一种基于线性自抗扰的轨迹跟踪控制算法。结合分层控制原理，实现了无人直升机多回路控制。同时，采用人工萤火虫算法解决了LADRC控制器的参数整定问题；

（5）提出了基于云模型人工蜂群算法的无人机航迹规划算法，解决了无人机二维与三维航迹规划问题。