基于显模型跟踪控制的无人直升机操纵杆控制律设计

来源：机械与电子杂志2025年第05期北京时间：

作者：刘世龙;祖家奎;位士超;秦勇

单位：南京航空航天大学自动化学院,江苏 南京 211106

摘要：为满足无人直升机在视距范围内的快速操纵能力和紧急处置能力的要求,针对无人直升机飞行控制中的操纵杆控制展开研究。首先,梳理出操纵杆应具备的功能及要求,在此基础上提出姿态模式和 GPS 混控模式 2 种控制模式,并阐述操纵杆的杆量定义。与此同时,为了降低直升机轴间耦合并减轻操纵人员负担,采用了基于逆模型的显模型跟踪控制设计操纵杆控制系统,在此基础上通过引入横纵向的微分项形成前馈控制,提高系统响应速度。最后,对 4 个操纵通道分别进行解耦仿真验证,并且对二阶系统的操纵通道进行跟踪响应仿真验证,仿真结果及性能分析结果表明,该控制系统具有良好的解耦特性和跟踪性能,可以满足无人直升机的人工操纵控制需求。

关键词：操纵杆;显模型跟踪控制;无人直升机;逆模型