新型垂直起降双旋翼无人飞行器设计与实现

发布时间：2020-10-15 22:23

　　 人们一直在探索具备更高飞行性能的无人飞行器飞行平台,要求其既具备固定翼无人机高速巡航、高效率、长航时的能力,又希望其具备如无人直升机、多旋翼飞行器那样能不需要专用起降场地、稳定悬停和极低速飞行的控制能力。可垂直起降/悬停和高速平飞两种飞行状态的飞行特征差别较大,在已有的可垂直起降高速巡航的飞行器通常采用动力/推力部件冗余的方案或复杂的倾旋翼方案,这种方式使得飞行器的整体可靠性变差,工作效率变低;同时,其垂直飞行性能也十分有限,使得其在中小型无人飞行器上的应用受到很大限制。本文提出了一种新型双旋翼垂直起降飞行器,采用摇摆双旋翼结构既作为飞行器垂直起降的升力部件也作为飞行器平飞状态下的动力部件,简化了飞行器的动力装置数量,避免引入复杂的变距/倾旋翼结构,通过控制双旋翼的转速和摇摆舵机实现垂直飞行模式时长时间稳定的姿态控制和两种飞行模式的切换。这种飞行器外观上类似双发固定翼飞行器,其特点在于采用舵机摇摆双旋翼的动力结构,尾座式起降方式,可长时间可靠实现两种飞行状态的位置、姿态控制。通过CATIA建立了飞行器的三维模型,采用模型材料搭建了实验样机。通过分析样机的结构特点和气动特征,分析了新型飞行器的动力学特征,建立其非线性数学模型,并且设计了样机自动驾驶仪的控制器,介绍了新型飞行器上搭载的硬件系统,设计了飞控系统电路和各传感器驱动电路,设计了新型飞行器的飞控程序,通过飞行实验验证了自动驾驶仪系统的可行性和有效性。
【学位单位】：佛山科学技术学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V249
【部分图文】：

V-22型倾旋翼机

贝尔公司新型倾转飞行器

图 1-3 雅克-141 战斗机 图 1-4 F-35B 战斗机图 1-5 CW-10“大鹏”无人机 图 1-6 VD-200 型垂直起降无人机1.1.2 研究的目的和意义固定翼无人机有航程远、航时长、高速性能突出和气动效率高等特点；而直升机/
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本文编号：2842328