小型直升机建模的第一性原理方法

建立全局直升机线性模型对于线性控制律的设计非常宝贵且有用，因为已发表的文献中从未提供过此类模型。在第一性原理方法中，数学模型是利用基础直升机理论开发的，并考虑了微型直升机的特定特性。所提出的模型结构不需要正式的系统辨识程序。然而，相关已发表文献并未呈现设计线性控制律所需的线性模型。本文展示了基于第一性原理方法逐步开发小型直升机线性模型的过程。超越文献中的先前工作，本文详细展示了稳定性导数的计算。利用计算机程序求解平衡条件，然后计算由于每个自由度和控制输入的变化而引起的气动力和力矩的变化。详细的推导允许对车辆状态和输入变量对力和力矩分量的相对主导性进行全面分析。因此，它促进了最小复杂度小型直升机动力学模型的开发。