多变量无人机车载起飞系统设计与实现

发布时间：2020-11-01 18:11

　　 随着无人机技术的飞速发展,无人机在军民领域扮演着越来越重要的角色,应用范围不断扩大,具备较大的市场规模。在无人机的应用过程中,发射阶段是最困难、最关键的阶段之一,直接影响无人机的作战灵活性和生存能力等战技指标和使用要求。目前国内外采用车载起飞的无人机重量均不超过50kg,这表明对于100kg级无人机采用车载起飞具有相当的技术难度。但车载起飞具有明显的优点,能够大幅降低无人机全寿命周期的使用和训练成本,提高无人机对使用环境的适应能力,受到众多用户的喜爱,本文以实现100kg级无人机车载起飞为研究目标。通过研究无人机车载起飞基本原理,确定系统架构。通过建模和仿真分析,研究了地面不平度、风载等环境因素对车载起飞的影响。根据无人机和起飞车的限制条件,以及环境因素的影响,开展车载起飞系统设计。采用大扭矩舵机驱动连杆机构,保证了无人机在复杂多变的环境下,安全可靠的固定,释放同步性达到了50ms以内。通过仿真和试验,研究确定了影响无人机起飞安全的关键参数如升力、俯仰力矩和横滚力矩等的合力范围,得出了无人机车载起飞安全释放的条件,形成了多变量复合释放判据。通过4个竖直传感器和1个水平传感器建立五点四自由度组合测量系统,采用滑动平均值法进行滤波,解决了振动环境下无人机的参数测量。研究车载起飞监控软件,实时接收GPS数据以及AD采集器测力数据,通过运动方程解算,给出无人机安全放飞提示。开展了多项设计性试验和验证性试验,不断改进设计,摸清了车载起飞系统的性能和关键参数。开展了多种重量的无人机试飞验证工作。本文研发了一套大载荷四点定位锁紧、同步快速释放机构,解决了在振动、风力等复杂环境下可靠固定,同步快速释放等技术难点,实现了释放时间控制在140ms以内,释放同步性控制在50ms以内;定义了无人机车载起飞多变量复合释放判据,并研发相应的控制软件,使其具备良好的鲁棒特性,实现了100kg级无人机的车载起飞,突破了无人机车载起飞的重量等级。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V279
【部分图文】：

起飞车运动轨迹图

车载起飞动力学仿真

高度变化对比图
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;2019年无人机智能技术发展大会征文通知[J];航空工程进展;2019年04期

2 本刊编辑部;;2019世界无人机大会深圳盛大开幕 同期举办第四届深圳国际无人机展览会[J];中国公共安全;2019年07期

3 李昶;程锦霞;杨光;于江;;5G+无人机的低空数字化发展与应用[J];移动通信;2019年09期

4 ;2019世界无人机大会 无人机新材料新技术论坛[J];中国公共安全;2019年08期

5 张佩玉;;标准为翼 凤舞九天——中国无人机标准化发展纪实[J];中国标准化;2019年15期

6 赵强;胡子龙;;影响无人机数据处理精度的因素及解决对策[J];科技经济导刊;2019年27期

7 张强;;无人机,腾飞的空中精灵[J];现代商业银行;2019年15期

8 徐宏庆;;无人机应用技术专业建设的探索[J];正德职业技术学院学报;2018年02期

9 潘泉;康童娜;吕洋;赵春晖;胡劲文;;无人机感知规避技术发展与挑战[J];无人系统技术;2018年04期

10 杜恒;;基于足球比赛路径规划的农用无人机定位和导航研究[J];农机化研究;2019年10期

相关博士学位论文 前10条

1 薛武;无人机影像定位优化技术研究[D];战略支援部队信息工程大学;2017年

2 孟凡琨;无人机目标跟踪与避障研究[D];长安大学;2018年

3 王勋;基于拟态物理学的无人机编队控制与重构方法研究[D];国防科学技术大学;2016年

4 徐淑芳;基于连通性的无人作战网络关键技术研究[D];南京航空航天大学;2017年

5 匡敏驰;尾座式推力矢量无人机飞行控制方法研究[D];清华大学;2017年

6 纪晓婷;基于概率模型检验的无人机不确定决策理论与方法研究[D];国防科学技术大学;2016年

7 邓海强;翼身融合布局无人机总体多学科设计优化研究[D];南京航空航天大学;2017年

8 吕迅竑;无人机容错飞行控制系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2017年

9 桑学佳;无人机及深度学习在地质调查中的应用[D];吉林大学;2018年

10 宋福根;基于输电线路电场分布特征的无人机巡检避障策略研究[D];福州大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 鲁斯嘉;基于无人机的大气污染监测平台设计及应用[D];上海交通大学;2017年

2 任毅;基于视觉引导的旋翼无人机移动平台自主着陆技术研究[D];西南科技大学;2019年

3 陈林;面向隧道内自主侦察无人机系统设计[D];西南科技大学;2019年

4 赵林天;无人机公共安全法律规制问题研究[D];中国矿业大学;2019年

5 赵明明;基于无人机与卫星影像的农田精准管理分区研究[D];东北农业大学;2019年

6 何芹芹;多旋翼无人机嵌入式飞行控制系统设计[D];江苏科技大学;2018年

7 车玉涵;基于机器视觉的旋翼无人机跟踪系统研究[D];吉林大学;2019年

8 王李伟;基于光流传感器的室内定点悬停四旋翼无人机的研究与设计[D];吉林大学;2019年

9 樊龙涛;基于强化学习的多无人机协同任务规划算法研究[D];河南科技大学;2019年

10 刘宏兴;基于STM32F429的植保无人机飞控系统的设计[D];吉林大学;2019年

本文编号：2865903