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多旋翼飞机作为一种垂直起降飞机,一直是飞机研究领域的热点。特别是近年来,随着控制技术的发展,高性能无刷直流电机和大容量电池的出现,以及微机电系统(MEMS)的应用,多旋翼飞行器在该领域取得了长足的进步。小型无人机。目前,多旋翼飞机的结构布局多种多样,研究哪种多旋翼飞机的结构布局更优是一个非常有意义的问题。为了研究这个问题,本文将可控程度引入到多旋翼飞行器的分析中。可控性是控制理论中的一个重要概念,它表达了一个系统是否可以被控制,是一个二元概念。可控性概念是对可控性概念的概括,将可控性的二元概念扩展到连续标量概念。系统的可控性在一定程度上反映了系统控制的难易程度。目前对可控性没有统一的定义,学者们从不同的角度提出了不同的定义。本文主要进行以下研究:一是在一定程度上改进了现有的可控性概念,将原来定义的控制输入约束从[-1,1]的对称区间扩展到[a,b]非对称区间区间,并给出了基于系统离散化的可控性计算方法。其次,分析了不同结构布局的多旋翼飞行器的可控性。并对多旋翼飞行器在旋翼电机故障时的可控性进行了分析。为分析多旋翼飞机的优缺点提供了重要依据。最后搭建了多旋翼飞行器仿真平台并进行了物理实验,验证了分析方法的有效性。
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