固旋翼无人机垂直起降阶段抗风特性及抗风扰控制的实现

固旋翼无人机以其垂直起降、高航速及长航时等特点被广泛应用于电力巡线、安保防爆、航拍航测等领域中,但由于抗风性较差的缺陷让其在实际中受限于环境,难以发挥其最大的效用。该研究通过模型构建理论对固旋翼无人机垂直起降阶段抗风特性进行分析,明确影响其抗风能力的相关因素,分别从旋翼桨盘倾角、旋翼电机安装位置等方面进行优化,经改造后传统的固旋翼无人机垂直起降阶段抗风特性明显增强,大幅度提升了起降稳定性。

电动固旋翼无人机动力系统建模与优化设计

为解决电动固定翼四旋翼复合布局无人机(eHAV)动力系统设计选择缺乏相应理论方法的问题,提出了一套动力系统的建模和优化设计方法。通过推质比计算提出了动力系统需求,利用螺旋桨和旋翼理论建立了螺旋桨的设计和性能计算模型,通过统计分析和1阶电动机模型建立了无刷直流电动机的计算模型,通过电动机与电池电压、电流之间的关系建立了电池选择方法,在经过电压修正的放电特性经验公式基础上建立了无人机航时计算方法。根据动力系统匹配方法,建立了动力系统优化设计流程。对某电动固旋翼无人机动力系统进行了优化设计和选择,结果表明:所建螺旋桨和旋翼模型计算结果与CFD结果的误差在10%以内,电池放电模型与试验数据的拟合度在0.97以上,飞行测试结果表明所提方法选择的动力系统使得无人机航时测试值与设计值误差小于4%,证明了该方法有较高的准确性和可行性。