小型無人定翼機之系統參數校調與半自動起飛邏輯設計

Model tuning and semi-Automatic TakeOff Logic Design for small Unmanned Aircraft

蔡明宏(Ming-Hong Tasi)

指導教授 ： 吳昌暉

元智大學/工程學院/機械工程學系/碩士(2004年)

摘要

UAV 的用途廣泛，早在第一次大戰就已開始起步研究並廣泛應用在軍事科技或較危險的任務上。為期能推廣UAV 的應用，降低飛行員或操作員的負擔是必要的功能，因此我們設計了一套半自動起飛的邏輯控制。在功能系統的參數校調上，除了以實驗數據為依據外，結合實驗數據與先驗資訊(apriori imformation)，以系統化的方式修正縱向動態模型內的長短週期參數，因此會比純黑箱模型所得的參數更具物理意義。其他相關的UAV 鑑別可參考文獻[3~6]。另外，由於開路實驗所得資訊有限，故採用文獻[8]裡的模型作為初始的物理模型，並根據文獻[1,8,10 ]猜測粗略的長短週期阻尼。作為本文所提出的加權最小平方判別式提供一個參數校調的依據，最後以開路脈衝所得的四筆俯仰率飛行資料，與三筆當時的飛行速度資料來鑑別長短週期的自然頻率，再與實際飛機的閉迴路步階響應輸出來做驗證，以評估模型準確度。
本文章所提出的實驗流程規劃與參數校調法則，可作為小型UAV 飛控系統設計或機體設計改進的參考依據。

關鍵字

半自動起飛 ； 系統參數校調 ； 小型無人飛機

並列摘要

This paper highlights some of the results and issues associated with estimation models for a small-sized aircraft , and provide some simple experiment and rules for adjusting parameter .A model parameter tuning procedure is developed for long and short period parameter using weighted optimization based on a basic experimental data form designed flight test and apriori information from reference. And the UAV controller
can be designed on a basis of the model tuned .In addition to these results, this paper also achieve the logic design and experiment of semi-Automatic TakeOff flight.

並列關鍵字

UAV ； MCU ； System Identification ； Automatic Take-Off

參考文獻

[5] Eugene A.Morelli ,“ IN-FLIGHT SYSTEM IDENTIFICATION＂ , NASA Langley Research Center , Hamption , Virginia USA 23681-2199

[6]Patrick C.Murphy ,“ CLOSE-LOOP SYSTEM IDENTIFICATION EXPERIENCE FOR FLIGHT CONTROL

LAW AND FLYING QUALITIES EVALUATION OF A HIGH PERFORMANCE FIGHTER AIRCRAFT“, NASA

Langley Research Center , Hamption , Virginia 23681-2199

[7]Torsten Soderstrom and Peter Stoica , “ System Identification＂, Prentice Hall International (UK) Ltd., U.K.,1989