小型共轴双旋翼直升机

自动侧斜器主要部分为：

（1）旋转环（又称动环）3——它通过变距拉杆（又称小拉杆）8分别于各片桨叶变距铰的摇臂连接，并通过扭力臂（又称拨杆）与旋翼桨相连，旋翼旋转时

则与桨同步旋转。另一面，它通过轴承4与不旋转环2相连接,从而产生相对转动。它与不旋转环可一起升降或倾斜,从而将操纵位移通过变距拉杆8传递给桨

叶变距饺,以改变各片桨叶的安装角(即桨距角)。

（2）不旋转环(又称不动环)2一它通过十字接头或球饺与内层的滑筒相连,两者能一起升降或产生相对倾斜滑筒上还装有纵向5及横向6的操纵摇臂支座,纵、

横向操纵拉杆分别经此与不旋转环相连。纵、横向操纵动作经此使不旋转环连同旋转环一起相对于滑筒向所需方向倾斜,从而周期性改变各片桨叶的安装角.

（3）滑筒一套装在导筒座1上,两者能产生轴向相对滑动,同时滑筒还与总距操纵拉杆7相连.总距操纵动作经此使滑筒连同十字接头,不旋转环、旋转环一起

升降,然后将操纵位移传递给每片桨叶的变距校。

当驾驶员进行总距操纵时(如图4.4匀,例如上提(下压)总距操纵轩2,操纵动作经滑筒、十字接头、不旋转环、旋转环及桨叶变距拉轩传至桨叶变距饺,使各片

桨叶改变同样大小的安装角,从而达到增加(减小)旋翼拉力的目的

第２７卷第７期

文章编号：１００６—９３４８（２０１０）０７—００１８—０３

计算机仿真

２０１０年７月

小型四旋翼直升机的建模与仿真控制

刘志军，吕

强，王东来

（装甲兵工程学院控制工程系，北京１０００７２）

摘要：针对实现对小型四旋翼直升机的飞行控制，为提高飞行性能和加强稳定性，根据四旋翼直升机特有的机械结构和飞行

原理，利用牛顿一欧拉方程建立了小型四旋翼直升机的飞行动力学数学模型，而且对该型进行了合理的简化。同时在Ｍａｔ—

ｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真环境下，采用直升机动力学模型搭建ｒ模块化、层次化的系统仿真图，并通过ＰＩＤ控制算法对直升机悬停状态进行仿真，实现了直升机姿态控制。仿真结果表明在具有小扰动的条件下，模型能够仿真小型四旋翼直升机的飞行状态，满足直升机飞行姿态的控制要求。关键词：四旋翼直升机；模型；简化；仿真中图分类号：ＴＰ２７３

文献标识码：Ａ

Ｍｏｄｅｌｉｎｇ

ＡｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＯｆ

ａ

Ｓｍａｌｌ—ｓｉｚｅｄ

Ｑｕａｄｒｏｔｏｒ

ＬＩＵ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ

ｏｆ

Ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ

Ｄｏｎｇ—ｌａｉ

Ｚｈｉ－ｊｕｎ，ＬＶＱｉａｎｇ，ＷＡＮＧ

ＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｒｍｏｒｅｄＦｏｒｃｅＥｎ西ｎｅｅｒｉｎ

第２７卷第７期

文章编号：１００６—９３４８（２０１０）０７—００１８—０３

计算机仿真

２０１０年７月

小型四旋翼直升机的建模与仿真控制

刘志军，吕

强，王东来

（装甲兵工程学院控制工程系，北京１０００７２）

摘要：针对实现对小型四旋翼直升机的飞行控制，为提高飞行性能和加强稳定性，根据四旋翼直升机特有的机械结构和飞行

原理，利用牛顿一欧拉方程建立了小型四旋翼直升机的飞行动力学数学模型，而且对该型进行了合理的简化。同时在Ｍａｔ—

ｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真环境下，采用直升机动力学模型搭建ｒ模块化、层次化的系统仿真图，并通过ＰＩＤ控制算法对直升机悬停状态进行仿真，实现了直升机姿态控制。仿真结果表明在具有小扰动的条件下，模型能够仿真小型四旋翼直升机的飞行状态，满足直升机飞行姿态的控制要求。关键词：四旋翼直升机；模型；简化；仿真中图分类号：ＴＰ２７３

文献标识码：Ａ

Ｍｏｄｅｌｉｎｇ

ＡｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＯｆ

ａ

Ｓｍａｌｌ—ｓｉｚｅｄ

Ｑｕａｄｒｏｔｏｒ

ＬＩＵ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ

ｏｆ

Ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ

Ｄｏｎｇ—ｌａｉ

Ｚｈｉ－ｊｕｎ，ＬＶＱｉａｎｇ，ＷＡＮＧ

ＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｒｍｏｒｅｄＦｏｒｃｅＥｎ西ｎｅｅｒｉｎ

南京理工大学

硕士学位论文

四旋翼无人直升机飞行控制系统的研究与设计

姓名：何环飞

申请学位级别：硕士

专业：控制理论与控制工程

指导教师：陈庆伟

20090608

摘要

四旋翼无人直升机由于其飞行控制相对容易，安全性也得到了较大的改善，越来越受到研究人员的关注。而四旋翼无人直升机的飞行控制系统是四旋翼无人直升机至关重要的组成部分，它决定了四旋翼无人直升机飞行性能的优劣。

本课题围绕四旋翼无人直升机的自主飞行控制问题，以遥控航模为飞行平台，设计飞行控制系统的总体方案，建立其动力学数学模型；在此基础上，完成了以ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２为核心的飞行控制系统的软硬件设计，包括器件选型、硬件电路设计、模块化软件设计，并做了大量调试工作，基本解决了设计中存在的问题。同时初步研究了四旋翼无人直升机自主飞行控制方案的设计，为以后执行更复杂的任务例如定点飞行、避障和多机协调飞行等打下一定的基础。

建立完善的四旋翼无人直升机飞行控制系统平台，将有助于进一步拓展对四旋翼无人直升机飞行导航、控制算法和控制系统开发等方面的研究，为未来进一步研究开发满足不同条件的新型的多用途无人机打下坚实的基础。

关键词：四旋翼无人直升机，自主飞行；飞行控制系统，数学模型，数字信号处理器

硕士论文

Ａｂｓｔｒａｃ

遥控直升机入门

一、 遥控直升机的种类：

目前RC直升机大致按动力分为四种：二行程甲醇直升机、四行程甲醇直升机、汽油直升机和电动直升机。

1、 二行程甲醇直升机：这是一种以甲醇为燃料的二行程模型发动机为动力的通用性直升机。其发动机安装体积小、重量轻、马力大，是最受欢迎的RC模型发动机。

RC直升机有20级、40级及50－60级（20级发动机约为3.5cc，40发动机约为6.5cc，50发动机约为8cc，60发动机约为10cc）。20级直升机是最小的机种，一般作为初学者使用；现在初学者有向50/90级发展的趋势。

2、 四行程甲醇直升机：是最近几年推出的一种新产品，由于四行程发动机振动较大，选用这种机型的比较少，多为专业选手选用。

3、 汽油直升机：是由汽油作燃料的发动机，多为20cc级的大发动机汽油发动机。汽油发动机与二行程甲醇发动机相比，它转数较低，扭力比较大。所以它要通过齿轮比，设定飞机必要的转速，汽油机的燃料费用比较便宜。汽油直升机自身比较重，缺乏灵活性多为摄影，遥感等做为空中平台使用。

4电动直升机：使用电动机为动力的直升机，近年来随着动力电池改进这种直升机得到了较快的发展。

二、 RC遥控直升机的专门用语 1、 机体方

浅谈直升飞机的飞行原理

作为一种特殊的飞行器，直升机的升力和推力均通过螺旋桨（主旋翼）的旋转获得，这就决定了其动力和操作系统必然与各类固定机翼飞机有所不同。一般固定翼飞机的飞行原理从根本上说是对各部位机翼的状态进行调节，在机身周围制造气压差而完成各类飞行动作，并且其发动机只能提供向前的推力。但直升机的主副螺旋桨（主旋翼与尾旋翼）可在水平和垂直方向上对机身提供动力，这使其不需要普通飞机那样的巨大机翼，二者的区别可以说是显而易见的。

一、直升机飞行的特点

(1) 它能垂直起降，对起降场地要求较低；

(2) 能够在空中悬停。即使直升机的发动机空中停车时，驾驶员可通过操纵旋翼使其自转，仍可产生一定升力，减缓下降趋势；

(3) 可以沿任意方向飞行，但飞行速度较低，航程相对来说也较短。

二、关于直升飞机的操纵系统

直升机的操纵系统可分为三大部分：

踏板——在直升机驾驶席的下方通常设有两块踏板，驾驶员可以通过它们对尾螺旋桨的输出功率和桨叶的倾角进行调节，这两项调整能够对机头的水平方向产生影响。

周期变距杆——位于驾驶席的中前方，该手柄的控制对象为主螺旋桨下方自动倾斜器的不动环。不动环可对主螺旋桨的旋转倾角进行调整，决定机身的飞行方向。

总距杆——位于驾驶席的左侧，该手柄的控制

上空飞行之前要有扎实的左右侧悬停基础，可先进行侧悬停平视高度左右平移并逐渐加快平移速度的练习，这种练习主要是练习控制飞机速度的能力，此种练习要达到既可将飞机加速飞行，也可以以准确的杆量将快速飞行的飞机机速控制住，还能减速将飞机停下来。

初次上空飞行可采取图一的形式，(顺便讲明，直升机在慢速前进时，因直升机机体本身与风相对运动也产生一些升力，所以直升机只比悬停时稍加一点油门，就可以升空慢速跑航线了)逐渐加大距离。返回的路线为原路退回。在逐渐熟悉飞机在高空姿态观察以后可以按图二的航线飞行。在爬升转弯以后可以稍加速。图三解释的是顺时针单旋翼直升机在加速飞行时，因旋翼每旋转一周分顶风、顺风面，会产生一个升力差，速度越大越明显会机体往右倾斜，需压左副翼修正，同样，机体本身有自律安定性，克服反扭力矩的右尾桨舵也显偏大，机头要修左来纠正(现在多数的陀螺带锁头功能，也就很不明显了)。

图一

图二

图三

图四

图五

图六

好了，现在我们可以上天了。图四所画的是直升机标准的转弯航线。开始的时候逐渐压右副翼、右尾桨稍微拉一点升降舵使飞机刚刚能转过弯即可，图中列举了两种过度打尾桨和尾桨舵量不够的情况，需要注意的是开始的时候以慢机速前进，转弯时

篇一：直升机专题2015全球民用直升机发展综述

【直升机专题】2015全球民用直升机发展综述

赵长辉 李文杰 张金／沈飞产品研发部

引语：据通用航空制造商协会（GAMA）统计数据，2015年一季度全球直升机交付量和交付值相较于2014年同期均大幅下降。其中，交付量从230架下降到188架，降幅18.3%。交付值从10亿美元下降到8亿美元，降幅17.9%。而2014年的直升机交付量和交付值相较于2013年分别下降了31.3%和20.3%。

全球民用直升机的交付量和交付价值连续大幅下滑，反映出当前全球民用直升机市场正经历衰退，衰退会持续多久尚无法准确判断，但可以肯定未来几年的市场形势不容乐观。

民用直升机市场状况不佳，一方面，是受世界经济形势大环境的影响，另一方面，民用直升机市场本身也有周期性的波动。此外，2014年国际油价大幅下跌，进而影响了服务近海采油领域的直升机需求。而这一市场在民用直升机市场中占据重要地位，很多传统的重型、中型和轻型直升机，以及全新的超中型直升机均以其作为主要目标市场。如果近海采油直升机产品的订货和交付量大幅下滑的形势持续下去，甚至会改变整个直升机制造业的格局。

另外，作为观察行业发展的晴雨表，2015 Heli-Expo展会上，尽管

篇一：盘点世界知名武装直升机

盘点世界知名武装直升机(组图)[25P]

美国AH-1“眼镜蛇”直升机

美国AH-1“眼镜蛇”是一款由贝尔直升机公司所制造的攻击直升机。因型号不同而有许多称号，如：休伊眼镜蛇（HueyCobra）、海眼镜蛇（SeaCobra）、超级眼镜蛇（SuperCobra）、W眼镜蛇、蝰蛇（Viper）、Z眼镜蛇或蛇（Snake）。

AH-1W“超级眼镜蛇”直升机正在加油

AH-1W直升机正从美国两栖攻击舰上起飞

美国AH-64“阿帕奇”直升机

位于伊拉克的一架美军AH-64D长弓阿帕奇

美国AH-64“阿帕奇”直升机（AH-64 Apache）是由麦克唐纳道格拉斯飞机公司（现波音的一部份）为美国陆军所设计制造的一款主力武装直升机。它是根据美国陆军的先进武装直升机（Advanced Attack Helicopter, AAH）计划所开发，以作为AH-1“眼镜蛇”的后继机种。

AH-64D的正面图

荷兰皇家陆军AH-64D

美国OH-58“奇奥瓦”直升机

OH-58D“奇奥瓦”侦察直升机

美国贝尔OH-58“奇奥瓦”侦察直升机是一种直升机家族，单引擎单旋翼，可以有观测和部分攻击能力。OH-58“奇奥瓦”自从1968就开始在美军服役。最新机型是OH-5

M12直升机结构

1。为使外电源插座上的e，f端子起到防火花的作用，应使《e，f端子短且细于主触点》

2。飞机当前的磁偏航向角为270度，在飞机的正左方有一vor台，这时vor的方位角是《180度》 3。《高度保持》是自动飞行控制系统的俯仰通道的工作方式

4。三自由度陀螺仪稳定性的表现形式是《章动和定轴性》

5。飞机飞行仪表包括《大气数据仪表 & 航向仪表 & 指引仪表 & 陀螺仪表》

6。直升机上通常安装两套机载atc应答机，它们《不能同时工作》

7。直读式磁罗盘是《自主式仪表，不需要外部传感器，现在作为备用仪表》

8。地面测试活动式着陆灯时，要注意《不要长时燃亮灯丝》

9。地面测试大功率照明灯时不能长时间燃亮灯丝，这是因为《没有迎面气流给灯泡冷却》

10。安装在机身上部和下部的红色灯称为《防撞灯》

11。防止地面直流电源插座接反的方法是《由于3个插针不对称，极性不对时无法接入》

12。为了防止拔出外电源插头时产生火花，应该首先《给外电源卸载》

13。拔出外电源插头时，e、f端子可以防止火花的原因是《e、f端子先断开时可使外电源卸载》

14。飞机上的汇流条按重要程度可分为以下三种《正常汇流条、转换汇流条、备用汇流