水上无人机自主着水控制系统设计

针对水上无人机在高海况下的着水问题,本文在分析了不同着水阶段特性的基础上,提出了一种自主着水控制系统设计方案.该方案将整个系统分为速度控制子系统和姿态控制子系统.速度控制子系统包含速度动态逆控制器和油门切换模块,姿态控制子系统包含海浪滤波器俯仰角反步控制器、高度PID控制器、俯仰角切换模块和T-S模糊推理模块.其中,海浪滤波器能有效滤除受扰姿态角中的海浪高频扰动,避免了着水之后舵面的频繁抖动;俯仰角反步控制器采用指令滤波的反步法设计,有效缓解了高海况下的舵面饱和问题.最后,在不同海况条件下进行了仿真.仿真结果表明所设计的控制系统具有良好的控制性能.

浅谈水环境监测用水上无人机的技术特点及设计要求

随着科学的进步与生产工艺水平的提高,无人机技术的应用从最早期的军事领域扩展到民用领域,可以说,人的需求有多丰富,无人机的种类就有多丰富。水上无人机是无人机中的一个分支,在水环境监测领域采用水上无人机,能有效地提高水环境监测的效率并降低工作风险,帮助环保部门做出最合理的决策。

基于CFD的微型水上无人机起飞性能优化设计

水上无人机作为一种特殊的飞行器,其起飞滑行阶段阻力性能研究非常重要。针对水上无人机机腹部分形状,提出一种基于计算流体力学软件的微型水上无人机跨介质阻力数值模拟方法。使用流体体积两相流模型方法,分别对微型水上无人机浮体及其附属物进行周围流场的数值模拟。采用Bezier曲线拟合机腹形状,使用二分法寻求飞机受阻力最小时机腹最低点相对于吃水线的位置,以减小阻力。结果表明,机腹最低点相对于吃水线的最佳位置可使微型水上无人机受到更小的阻力,较实验中最大阻力减小17.44%。

基于分段插值的水上无人机离水特性求解方法

水上无人机成为无人机研究的新热点,其船体构型对离水特性影响巨大,构型参数设计合理可以减小滑跑距离和需用功率,反之会造成离水困难,甚至可能出现增加发动机功率水上飞机也无法离水的情况。这是由于其特殊的起降环境使得水上无人机起飞过程受力情况较常规飞行器更加复杂,常规飞行器起飞性能计算方法对于水上无人机不再适用,所以对水上飞机起飞离水特性的求解十分重要。CFD的发展使得利用数值计算方法代替常规的试验手段成为了可能,但直接利用CFD软件仿真求解水上无人机/飞机的离水过程难度大,耗时长,可行性低。可根据CFD计算中库朗数条件对气动力和水动力求解要求的不同,采用解耦方法分别求解不同条件下水上无人机完整构型的气动力和船体构型的水动力;同时水上无人机在起飞滑跑过程中,垂向受力小、加速度小,可将垂向受力看做近平衡状态,这成为分段插值求解方法的基础。将离水起飞过程离散化,利用分段插值方法求解得到其起飞离水特性,计算结果可以很好体现水上无人机水面滑跑的特性,与试验结果吻合良好。

面向创新思维培养的大学科研活动及演化

基于我国高校本科科研活动现状,结合新概念水上无人机研究,提出科研活动内涵、基本流程及演化关系。认为科研活动内涵可总结为目的性、创新性、系统性、可行性;将科研活动基本流程划分为六个阶段,即需求分析、方案设计、初步试验、方案优化、试验验证、方案定型等;并针对需求关系变化后的科学活动演化问题,提出了方案和应用演化思路。

水空两栖跨介质无人飞行器研究现状

通过充分的文献调研和总结,对现有水空两栖跨介质无人飞行器进行了比较全面系统的分析,从整个无人机领域的视角对该种无人飞行器进行了综述.将当前水空两栖跨介质无人飞行器分为水上无人机、潜射无人机和潜水无人机3大类,并综述了各类水空两栖跨介质无人飞行器的典型样机,讨论了各自的共性问题和运动介质的转换方式.