基于六旋翼无人机搭载风速仪的典型建筑绕流实测

基于无人机搭载风速仪对边界层内典型建筑的绕流风场风特性进行了实测研究,分析了平均风速、湍流度、脉动风速功率谱等风场风特性参数。分析结果表明:基于无人机实测拟合的建筑来流剖面粗糙度指数为0.2796,处于GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》中的C类地貌与D类地貌之间;来流处顺风向和横风向脉动风速功率谱与Karman谱较为吻合,横风向脉动风速功率谱峰值能量略高于经验谱。本次实测建筑高度为82.45 m,现场实测表明在60 m和80 m高度平面的绕流风场特性受建筑影响较为明显,受影响区域主要为建筑两侧靠近建筑的区域以及尾流中间段区域,这些区域测点的平均风速较之来流减小,顺风向和横风向湍流度较之来流增大;受建筑影响区域的顺风向和横风向脉动风速功率谱峰值具有向高频段移动的趋势;而在100 m、120 m高度的现场实测表明,这两个平面绕流风场特性受建筑影响较小。

飞行参数对六旋翼植保无人机雾滴在荔枝树冠层沉积分布的影响

为实现植保无人机施药技术在荔枝病虫害防控中的高效应用,研究了油动六旋翼植保无人机的飞行高度(5、6、8 m)和飞行速度(2.8、3.4 m/s)对雾滴在荔枝冠层的沉积分布及穿透性的影响。结果表明:不同飞行高度对雾滴在荔枝冠层的沉积分布及穿透性影响显著,飞行高度为5 m和6 m时雾滴在荔枝冠层分布及穿透性较好,飞行高度为8 m效果较差。飞行高度为5 m时:飞行速度的变化对雾滴在荔枝冠层分布影响不显著,而对穿透性影响显著,飞行速度2.8 m/s的穿透性显著好于3.4 m/s;飞行高度为6 m时:飞行速度2.8 m/s雾滴在荔枝冠层分布和穿透性均显著好于3.4 m/s;飞行速度为2.8 m/s时:飞行高度6 m雾滴在荔枝冠层分布和穿透性均显著好于5 m。油动六旋翼植保无人机飞行高度和飞行速度均对雾滴在荔枝冠层沉积分布和穿透性有显著影响,此种机型对荔枝树进行植保作业最佳施药参数为飞行高度6 m、飞行速度2.8 m/s。

六旋翼植保无人机风场竖直分布特性数值模拟与验证

植保无人机作业过程中,旋翼风场竖直方向分布特性对雾滴的输运效应及作物冠层的扰动作用直接影响施药沉积效果。本文以六旋翼植保无人机风场竖直分布为研究对象,采用基于格子玻尔兹曼方法的数值模拟技术建立了无人机前飞作业时旋翼风场仿真模型,并根据正交试验方法研究了多特征参数融合对风场竖直分布特性的影响。仿真结果表明,竖直分布风场垂直于飞行方向对称分布,当飞行高度和飞行速度增加或作业载荷减小时,风场强度逐渐减弱;竖直分布风场沿侧风方向倾斜,侧风风速大于3 m/s时,风场横向倾斜超45°。基于此,采用恒温差热敏芯片研制了微型无线风速采集系统,并开展了植保无人机风场竖直分布特性的多因素田间验证试验,试验结果表明:仿真模拟与田间试验旋翼风场竖直分布规律基本一致,相对误差较小,风场竖直分布特性具有较好的一致性;数值模拟方法可有效模拟植保无人机飞行过程的非定常流动,仿真与田间试验结果为植保无人机雾滴沉积的研究提供了理论基础。

基于Cortex-M4六旋翼植保无人机的研究与开发

植保无人机因其作业机动性好、效率高,越来越得到广泛的应用。为了提高植保无人机在喷洒农药过程中的稳定性,本文提出了一种基于Cortex-M4内核的六旋翼植保无人机方案,采用双闭环PID控制算法,大大提高了系统的动态响应和稳态性能。

六旋翼植保无人机旋翼折叠机构有限元分析及拓扑优化

为实现某六旋翼植保无人机轻松折叠和轻量化设计的目标,以该六旋翼植保无人机旋翼折叠机构为研究对象,采用ANSYS Workbench有限元软件对其进行静态特性分析和模态分析,得到静力学分析结果和前6阶固有频率及对应振型。随后进行拓扑优化,对旋翼折叠机构进行去除材料的形状优化,根据拓扑优化云图在SolidWorks中对其形状尺寸修整和三维模型重建,将优化后的旋翼折叠机构三维模型再次导入ANSYS Workbench有限元软件进行静力学计算和模态分析,对优化前、后旋翼折叠机构的静力学特性和动态特性进行对比与分析。结果表明,旋翼折叠机构质量由最初的152.98 g减少至140.22 g,六旋翼植保无人机总重减少76.56 g;全新的旋翼折叠机构强度与刚度均在许用应力范围内,并且该机构在工作中不会发生共振,确定拓扑优化的可行性。

全自主双发油动四旋翼无人机着陆轨迹跟踪方法分析

全自主双发油动四旋翼无人机是一类欠驱动、强耦合的非线性机械系统,易受噪声干扰导致着陆轨迹跟踪性能较差。传统方法往往依据含有积分项的状态反馈控制器跟踪其着陆轨迹,但该方法在无人机着陆初始进场阶段,抗干扰能力较差,会产生严重的跟踪抖动,跟踪效果不理想。针对此问题,提出一种基于自抗扰控制策略(LADRC)的无人机着陆轨迹跟踪方法。分析无人机着陆过程与要求,模拟四旋翼无人机着陆轨迹,用包含高斯噪声的非线性方程建立四旋翼无人机着陆的运动模型,确定无人机着陆时的测量参数,结合2D轨迹跟踪自抗扰控制策略确定参考轨迹运动的方向角,对无人机着陆轨迹跟踪误差进行实时修正,得到最终无人机着陆轨迹跟踪结果。仿真实验结果表明,所提方法能够有效降低着陆阶段轨迹跟踪误差,跟踪无人机着陆过程航迹角、迎角及俯仰角等运行状态的准确性高。

农业植保无人机的选型及使用注意事项

我国是农业大国,植保工作量很大,而植保无人机的出现改变了植保方式,它与传统方式相比,具有作业效率高、效果好、省水、省药、安全等优点,深受广大农民朋友的青睐。一、植保无人机的分类及特点植保无人机按动力系统分油动机型、电动机型、油电混合型。按机型结构分单旋翼、多旋翼、共轴直升机。其中多旋翼分四旋翼、六旋翼、六轴十二旋翼、八旋翼、八轴十六旋翼等机型。