几种多旋翼式无人机精确空间定位方式的讨论

多旋翼式无人机的起飞和降落对场地的要求较低,可以适用于各种空间环境中。无论应用无人机进行哪项工作,进行空中定位悬停这一基本的飞行姿态总是不可或缺的。无论是在起始阶段的待命状态,工作阶段的监控状态,或是结束阶段的回收状态,无人机都需要以完成定位悬停飞行姿态为基础。在如今无人机正被逐渐应用的阶段,对其进行精确的空间定位方法的研究尤为重要。本文介绍了几种较为常规的旋翼无人机空间定位方案,并在此基础上提出了一种用于实现超高精度空间定位的方案,并对几种方式进行了比较。

微型旋翼式无人机电池支架结构拓扑优化设计方法探析

微型旋翼式无人机是一种利用遥控设备进行远程控制的不载人飞行器,用来执行特定的航空任务。因为其体积小、造价低、使用方便等特点已经被广泛应用于军事和民用领域。当前微型旋翼式无人机的续航性能,主要是解决电池问题,电池支架是无人机重要的组成部分,是根据HyperMesh/OptiStruct变密度优化方法进行无人机电池支架结构轻量化设计,就可以解决无人机续航问题。因此,本文针对微型旋翼式无人机电池支架结构拓扑优化设计方法进行探究。

旋翼式无人机的发展和趋势

旋翼式无人机的高速发展已经受到了各个领域的高度重视,本文介绍了旋翼式无人机的大体分类、技术组成、应用领域、发展现状,并预测了旋翼式无人机未来的发展趋势。

旋翼式无人机从仿真到实践

随着近几年微机电的迅猛发展,旋翼式无人机得到广泛的应用。同时国内外很多高校和科研机构针对旋翼式无人机开展了多方面的研究,取得了一系列的丰硕成果。综合国内外旋翼式无人机在控制方面取得的研究成果,提出一种可靠的从仿真到实践开发方法,用以完成基于模型的旋翼式无人机姿态环和位置环的控制算法开发和验证。为后续单无人机以及多无人机集群编队实时控制算法研究提供基础。

鸭式旋翼/机翼无人机飞行动力学建模与分析

针对鸭式旋翼/机翼无人机兼有直升机和固定翼机飞行特性的特点,对其飞行动力学模型进行了理论建模与分析研究。应用动量理论建立了旋翼/机翼尾迹模型,分析了旋翼/机翼尾迹对鸭翼、平尾等气动部件的干扰特性,建立了直升机和转换飞行模式受旋翼/机翼尾迹干扰影响的动力学模型以及固定翼飞行模式的动力学模型。提出了各飞行模式的配平策略,使用Matlab工具箱函数简化了平衡特性计算和模型线性化过程,并进行了不同飞行模式、典型飞行状态的纵向运动稳定性分析。结果表明所建立的模型能够反映该类鸭式旋翼/机翼无人机各飞行模式的典型特性,并可用于飞行控制系统设计。

系留式四旋翼无人机起降时的运动稳定性分析

在起飞与降落过程中因地面效应、阵风干扰、系缆绳长等因素的影响,极易导致系留式四旋翼无人机(系留机)出现失稳现象。针对上述问题,提出一种基于李雅普诺夫指数法的系留机运动稳定性分析策略。通过Euler-Lagrange方程获得四旋翼的动力学模型,借助悬链线理论推导出系留缆绳的拉力公式,最终形成完整的系统动力学模型。给出基于李雅普诺夫指数的稳定性判定方法,构建系统结构参数与运动稳定性间的量化关系。搭建物理样机,采用直接法和间接法获得系统的物理参数。通过仿真与试验分析了系留机在起降阶段的动力学特性,结果表明:该无人机降落阶段的稳定性在仿真中比起飞阶段提高了329.5%、在试验中比后者提高了213.21%,所搭建系留机的结构参数是合理的。

倾转式三旋翼无人机的有限时间收敛控制设计

倾转式三旋翼无人机是一种多旋翼无人机的特殊构型,其兼具单旋翼无人机与普通多旋翼无人机的特点.目前对于此类无人机的鲁棒控制设计研究成果较少,多数已有的控制方法未考虑模型参数的不确定性与外界扰动对此类无人机控制的影响.为此本文针对倾转式三旋翼无人机动力学模型存在的转动惯量未知,以及飞行中受到未知外界扰动影响的情况,基于super-twisting算法,设计了一种新型非线性鲁棒控制方法.通过基于Lyapunov的稳定性分析方法,证明了闭环系统的稳定性,并得到在有限时间内三旋翼无人机的姿态跟踪误差收敛的结果.本文中所提出的控制算法,在倾转式三旋翼无人机实验平台上进行了实时飞行控制实验,取得了较好的控制效果.

国外电子战无人机的发展现状及趋势

近年来 ,随着微电子、计算机、人工智能、自动驾驶和信号处理等高新技术的发展以及各种灵巧、小型化电子战设备的成功研制 ,使得电子战无人机已发展成为能进行电子侦察、电子干扰、反辐射攻击以及战场目标毁伤效果评估等多种用途的电子战平台 ,受到各国军事部门的高度重视。本文就国外电子战无人机的发展概况和应用进行概括介绍 。

无人机载核辐射监测及气溶胶采样系统试验分析

利用旋翼式无人机平台挂载机载式γ谱仪、气溶胶采样器及相关监控设备,在稳定风场下开阔平坦场地,对特征金属颗粒物随炸药爆炸后形成的气溶胶进行空中烟云跟踪取样及巡测,测量环境核辐射水平。结果表明,通过8次爆炸物气溶胶跟踪采样,以及放射性点源探测试验,证实旋翼式无人机空中气溶胶取样及对辐射测量的可行性。

旋转机翼无人机巡航状态飞行力学模型辨识

鸭式旋翼机翼无人机兼有直升机和固定翼飞机的飞行特点,针对其在巡航状态下的飞行特性首先建立了机理模型,并与频域辨识算法相结合进行了飞机飞行力学模型辨识研究。利用扫频试飞技术获取了鸭式旋翼机翼无人机在巡航工作点附近的舵输入和飞机动态输出数据,采用复合窗算法得到优化的频率响应,获取了飞机纵横向通道的传递函数模型。通过时域验证表明,模型能够较好地反映飞机的动态特性,可以应用于飞行控制系统设计。

一类可变飞行模态飞行器的统一建模研究

可变飞行模态飞行器,兼有直升机垂直起降、悬停和固定翼飞机高速前飞的优势,是飞行器发展的重要方向之一。在分析一类可变飞行模态飞行器运动机理的基础上,建立了能够反映该类飞行器共有特性的、抽象的统一数学模型结构。并在统一模型的框架下,建立了鸭式旋翼/机翼无人机的六自由度数学模型,并对其进行仿真验证。仿真结果表明,该建模方法可以实现该类飞行器各转换模态的配平,并具有较强的通用性。