倾转旋翼无人机既有多旋翼飞机的垂直起降和悬停能力,又具有固定翼飞机航时长、速度快、飞行效率高等突出特点,已成为无人机平台研究领域的热点。倾转旋翼无人机的过渡模态是实现旋翼模态和固定翼模态之间转换的关键过程,是实现全流程飞行的基础。在过渡模态,倾转旋翼无人机的飞行速度变化较大,动力学的非线性特性明显,参数变化较大,基于简化模型的常规控制器设计方法难以适应飞行器结构变化,且抗干扰能力差。鉴于此,本文以倾转旋翼无人机的过渡模态为研究对象,开展基于多体动力学模型的倾转旋翼无人机过渡模态线性变参数(LPV)建模与控制研究,以实现控制律随过渡模态变化的自适应调整,为实现过渡模态的稳定控制奠定基础。主要工作包括:(1)倾转旋翼无人机多体动力学建模。在分析倾转旋翼无人机结构的基础上,将机体和旋翼视为刚体,建立多刚体运动坐标系;然后,通过对各刚体进行受力与受力矩分析,建立各刚体的运动学方程;分析建立刚体间的约束关系,通过计算消去约束反力和约束反力矩的影响,最终,建立了关于独立变量的倾转旋翼无人机过渡模态多体动力学模型。(2)物理参数测量与气动参数仿真分析。首先,通过实物测量的方法获得倾转旋翼无人机各刚体的重量和尺寸参数,利用复摆法测量无人机的转动惯量;然后利用动力系统测试仪对电机和内燃机进行测试,获得动力系统的拉力系数和反扭力矩系数;最后,基于计算流体动力学(CFD)仿真的方法分析获得气动系数和气动导数,完成倾转旋翼无人机的多体动力学模型的参数测量。(3)建立倾转旋翼无人机过渡模态的LPV模型。选取倾转角度作为调度参数,并在选定的倾转角度下开展配平计算,确定倾转旋翼无人机的倾转走廊;基于选定倾转角下的无人机平衡状态,采用雅克比线性化方法,得到纵向运动的LPV模型。(4)倾转旋翼无人机过渡模态的LPV模型控制性能验证。基于倾转旋翼无人机过渡模态的LPV模型,设计鲁棒H_?增益调度控制器,通过对模态转换过程的仿真分析,验证基于LPV方法开展倾转旋翼无人机过渡模态建模与控制的可行性。