共軸式雙旋翼直升機之高度控制與導引控制律設計與實作

Design and Experiment of Altitude and Guidance Control Law for a Coaxial Two-Rotor Helicopter

黃文志(Wen-Zhi Huang)

指導教授 ： 吳昌暉

元智大學/工程學院/機械工程學系/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6838/YZU.2013.00009

摘要

無人旋翼機(Unmanned Aerial Helicopter, UAH)具有高度機動性，可定點停懸、原地迴轉且具有起降場地需求小的特性，近年來在學術研究、軍事任務或民間偵查等用途上皆受到高度重視。
本論文主要從控制架構方面著手，藉由本實驗室所研發的HIL系統，嘗試建構一套具有足夠強健性的共軸式旋翼機高度控制與導引控制系統。
本實驗完成高度控制與實作，使上升時間小於6秒，穩態誤差約0.25公尺，穩態震盪幅度小於0.4公尺；亦完成自動停懸控制器及導引控制器設計與實作，已達成四個航點之導航飛行。

關鍵字

飛行控制 ； 共軸 ； 直升機 ； 旋翼機 ； 高度 ； 導引 ； 導航

並列摘要

Unmanned Aerial Helicopter, UAH, with strong flexibility, it can hover or turn round at the same position, also require deployed for missions only with very small take-off and landing area. In the near future, people attach importance to research, military mission and detect on UAH.
In this paper, the author design and experiment the control laws of the altitude and the guidance for a small coaxial UAH. The process starts with identifying the dynamic models of the climb rate for an UAH. This model identify by using the black-box method for design the control laws. The HIL is helpful for design control law of guidance.
Complete the design and real flight experiment of the control laws of climb rate, altitude, position hold and guidance. Also complete the four-waypoint navigation flight.

並列關鍵字

UAV ； UAH ； Helicopter ； Coaxial ； Flight control ； altitude ； navigation ； guidance

參考文獻

[10] 林能祺，「小型無人旋翼機增穩控制器設計」，私立元智大學，碩士論文，民國九十五年七月。

[12] 黃佰安，「六旋翼無人飛機系統開發與控制律設計」，元智大學，碩士論文，民國一百年。

[13] 謝東澐，「共軸式旋翼機縱橫向姿態控制器設計與實作」，元智大學，碩士論文，民國一零一年。

[14] 李志傑，「無人直昇機停懸穩定控制系統」，私立元智大學，碩士論文，民國九十四年。

[3] Dario Martin SCHAFORTH, 「Aerodynamics, Modeling and Control of an Autonomous Micro Helicopter」, ETH Zurich, Switzerland, 2010.