3自由度直升机系统是一个简化的直升机模型，是一个理想的将先进控制理论应用到双旋翼直升机飞行动态和控制的平台，从而展示许多宇航控制相关的概念。相关的一些实验包括：系统状态空间模型建立、三自由度直升机的状态反馈控制器设计、三自由度直升机的位置闭环控制器设计。
除了以上的实验内容，三自由度直升机还可以用于其它很多领域的研究，如自适应控制，非线性控制，最优控制，预测控制，容错控制以及系统辨识等。
工作原理：
直升机模型中将两个电机装于机架的前端横梁的两端来分别驱动两个螺旋推进器。两个电机的轴平行，且其推动力方向与横梁垂直。将横梁悬装于一根长机架臂前端并可以绕长臂自由倾斜。长臂通过万向节与底座相联，可以自由做倾斜和仰俯运动。长臂的另一端装有一个平衡质量块（配重）以使电机在较小的推动力时直升机就可以升起。当给前面的电机一个正电压时直升机将正向地倾斜，而当给后面的电机输入一个正电压时直升机将反向倾斜，同时给两个电机输入正电压时将提升直升机。当直升机模型机身倾斜时，推进器将产生推动直升机做旋转运动。直升机的底座上装有一个八触点的集电滑环，因此机身可以绕底座任意角度的旋转而不会使连线绞缠在一起，同时也减少摩擦。
系统特点：
- 三个自由度：翻滚，仰俯和旋转
- 螺旋桨由高质量Pittman直流电机驱动
- 高精度的光电编码器测量
- 集电滑环使得绕垂直轴的旋转可以无限制运动
- 开放结构设计，用户可以方便地设计自己的控制器并在其上进行验证
- 控制软件完全兼容MATLAB®/Simulink® 或 LabVIEW™
- 提供完整的系统模型和参数
技术参数：
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装置质量
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6.2 kg |
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高度（支架底面到顶端）
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45 cm |
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长度（配重到前面螺旋桨）
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127 cm
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直升机质量
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1.15 kg |
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直升机机身长度
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49.8 cm
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底座尺寸（W × L）
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17.5 cm × 17.5 cm |
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仰俯和翻滚编码器精度（倍频后）
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4096 counts/rev
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旋转编码器精度（倍频后）
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8192 counts/rev |
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翻滚角
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64 (±32.0 deg)
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俯仰角范围
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63.5 deg |
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旋转角范围
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360 deg
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螺旋桨直径
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20.3 cm |
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螺旋桨螺距
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15.2 cm
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电机电枢电阻
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0.83 Ω |
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电机电流/力矩常数
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0.0182 Nm/A |
沪公网安备 31011202011813号