涵道风扇六旋翼建模与控制技术研究
发布时间：2022-01-16 00:20
涵道风扇六旋翼无人机是一种共轴多涵道式无人机,是一类结合了涵道式飞行器与多旋翼飞行器优点的新型飞行器。与传统飞行器相比,其动力系统效率高、飞行时间长、载荷大、飞行隐蔽性好、飞行原理简单且环境适应能力强,因此受到了学术界越来越多的关注,尤其是在军事领域具有极广的应用前景。本文围绕一种采用新概念气驱动系统的涵道风扇六旋翼无人机的控制技术展开了相关的研究,论文主要内容如下:首先,本文从被控对象出发,介绍了涵道风扇六旋翼无人机的机体结构和工作原理,分析了无人机的动力系统组成,通过与传统旋翼飞行器的横向比较,对无人机的动力学特性进行了分析,总结了新动力系统下无人机实现六自由度运动的过程。其次,对无人机运动过程中的力学特性进行了分析,通过涵道实验、计算流体力学仿真和涵道风扇系统仿真等方法得到了涵道模型,采用牛顿-欧拉法建立了无人机运动的方程,并使用反馈线性化的方法得到了运动方程的线性状态空间表达式。接着,分析了无人机的特点和飞行控制的需求,设计了涵道风扇六旋翼无人机飞行控制系统,对高度通道和三个姿态通道设计了串级PID控制结构并与单级PID控制进行了对比,分析了系统的主要不确定性及其对飞行控制产生...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
德国MD4-200四旋翼飞行器（2）涵道式飞行器
涵道风扇六旋翼控制技术研究微型飞行器由霍尼韦尔公司研制，属于微小型涵道式飞行器，最典型的特点是快速性和性，造价较低，应用十分广泛。可由单人背负执行飞行任务，被美国军方大量地使用，并到基层部队，在战场中能起到巨大的作用。c. OAV 计划系列无人机OAV 计划指的是美国在 2001 年启动的建制无人机（Organic-Airvehide，英文缩写为 OAV划，在此时期，大量的涵道式飞行器涌现。其中比较著名的有霍尼韦尔公司的 Kestrel 涵道人机和联合宇航公司的 ISTAR 涵道式无人机，此类无人机主要被作为空中监视系统使用。d. 金眼无人机（GoldenEye）金眼无人机是美国极光飞行科学公司研制的一款涵道式的飞行器，该飞行器体型较大，被用来对目标监视、跟踪和截取。它可以最大携带 20Kg 的负载完成长达 4h 的飞行，属于航时的涵道飞行器。
涵道风扇六旋翼控制技术研究微型飞行器由霍尼韦尔公司研制，属于微小型涵道式飞行器，最典型的特点是快速性和性，造价较低，应用十分广泛。可由单人背负执行飞行任务，被美国军方大量地使用，并到基层部队，在战场中能起到巨大的作用。c. OAV 计划系列无人机OAV 计划指的是美国在 2001 年启动的建制无人机（Organic-Airvehide，英文缩写为 OAV划，在此时期，大量的涵道式飞行器涌现。其中比较著名的有霍尼韦尔公司的 Kestrel 涵道人机和联合宇航公司的 ISTAR 涵道式无人机，此类无人机主要被作为空中监视系统使用。d. 金眼无人机（GoldenEye）金眼无人机是美国极光飞行科学公司研制的一款涵道式的飞行器，该飞行器体型较大，被用来对目标监视、跟踪和截取。它可以最大携带 20Kg 的负载完成长达 4h 的飞行，属于航时的涵道飞行器。
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合动力多旋翼无人飞行器设计与气动特性研究[J]. 宗剑,王云. 机械研究与应用. 2016(05)
[2]基于Matlab的模糊PID控制系统设计及仿真[J]. 窦艳艳,钱蕾,冯金龙. 电子科技. 2015(02)
[3]多模型自适应控制研究概述[J]. 陈杰,陈伟,孙健. 系统科学与数学. 2014(12)
[4]小型无人涵道飞行器飞行动力学特性[J]. 赵洪,李建波,崔钊. 航空动力学报. 2014(07)
[5]高阶不确定非线性系统线性状态反馈自适应控制设计[J]. 满永超,刘允刚. 自动化学报. 2014(01)
[6]无人机六自由度飞行建模与仿真研究[J]. 云超,李小民,郑宗贵. 系统仿真技术. 2013(02)
[7]小型四旋翼无人机建模与控制仿真[J]. 孟佳东,赵志刚. 兰州交通大学学报. 2013(01)
[8]基于智能控制的PID控制方式的研究[J]. 刘莉宏. 北京工业职业技术学院学报. 2012(02)
[9]四旋翼飞行器的动力学建模及PID控制[J]. 李俊,李运堂. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2012(01)
[10]涵道螺旋桨与孤立螺旋桨气动特性的数值模拟对比[J]. 许和勇,叶正寅. 航空动力学报. 2011(12)
博士论文
[1]小型涵道式飞行器稳定性分析与流动控制研究[D]. 张威.北京理工大学 2015
[2]多旋翼飞行器建模与飞行控制技术研究[D]. 杨成顺.南京航空航天大学 2013
硕士论文
[1]大涵道比涡扇发动机气动稳定性评定方法和软件研究[D]. 蒋聪.南京航空航天大学 2016
[2]多旋翼无人飞行器自主飞行控制系统设计研究[D]. 常彦春.北京理工大学 2016
[3]涵道螺旋桨飞行器总体设计[D]. 芦志明.南京航空航天大学 2016
[4]涵道式垂直起降飞行器气动特性的CFD分析[D]. 邹汝红.湘潭大学 2015
[5]四旋翼飞行器控制系统设计与研究[D]. 杨萌.青岛理工大学 2015
[6]新型多旋翼飞行器控制系统设计与实现[D]. 赵永亮.哈尔滨工业大学 2015
[7]新型四涵道微型飞行器气动优化[D]. 王洪远.南昌航空大学 2014
[8]小型多旋翼无人机飞行控制器研究[D]. 李旭阳.西安电子科技大学 2014
[9]大涵道比涡轮风扇发动机建模技术研究[D]. 葛海.南京航空航天大学 2013
[10]小型旋翼类无人机飞行控制系统设计[D]. 何漠.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3591580
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
德国MD4-200四旋翼飞行器（2）涵道式飞行器
涵道风扇六旋翼控制技术研究微型飞行器由霍尼韦尔公司研制，属于微小型涵道式飞行器，最典型的特点是快速性和性，造价较低，应用十分广泛。可由单人背负执行飞行任务，被美国军方大量地使用，并到基层部队，在战场中能起到巨大的作用。c. OAV 计划系列无人机OAV 计划指的是美国在 2001 年启动的建制无人机（Organic-Airvehide，英文缩写为 OAV划，在此时期，大量的涵道式飞行器涌现。其中比较著名的有霍尼韦尔公司的 Kestrel 涵道人机和联合宇航公司的 ISTAR 涵道式无人机，此类无人机主要被作为空中监视系统使用。d. 金眼无人机（GoldenEye）金眼无人机是美国极光飞行科学公司研制的一款涵道式的飞行器，该飞行器体型较大，被用来对目标监视、跟踪和截取。它可以最大携带 20Kg 的负载完成长达 4h 的飞行，属于航时的涵道飞行器。
涵道风扇六旋翼控制技术研究微型飞行器由霍尼韦尔公司研制，属于微小型涵道式飞行器，最典型的特点是快速性和性，造价较低，应用十分广泛。可由单人背负执行飞行任务，被美国军方大量地使用，并到基层部队，在战场中能起到巨大的作用。c. OAV 计划系列无人机OAV 计划指的是美国在 2001 年启动的建制无人机（Organic-Airvehide，英文缩写为 OAV划，在此时期，大量的涵道式飞行器涌现。其中比较著名的有霍尼韦尔公司的 Kestrel 涵道人机和联合宇航公司的 ISTAR 涵道式无人机，此类无人机主要被作为空中监视系统使用。d. 金眼无人机（GoldenEye）金眼无人机是美国极光飞行科学公司研制的一款涵道式的飞行器，该飞行器体型较大，被用来对目标监视、跟踪和截取。它可以最大携带 20Kg 的负载完成长达 4h 的飞行，属于航时的涵道飞行器。
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合动力多旋翼无人飞行器设计与气动特性研究[J]. 宗剑,王云. 机械研究与应用. 2016(05)
[2]基于Matlab的模糊PID控制系统设计及仿真[J]. 窦艳艳,钱蕾,冯金龙. 电子科技. 2015(02)
[3]多模型自适应控制研究概述[J]. 陈杰,陈伟,孙健. 系统科学与数学. 2014(12)
[4]小型无人涵道飞行器飞行动力学特性[J]. 赵洪,李建波,崔钊. 航空动力学报. 2014(07)
[5]高阶不确定非线性系统线性状态反馈自适应控制设计[J]. 满永超,刘允刚. 自动化学报. 2014(01)
[6]无人机六自由度飞行建模与仿真研究[J]. 云超,李小民,郑宗贵. 系统仿真技术. 2013(02)
[7]小型四旋翼无人机建模与控制仿真[J]. 孟佳东,赵志刚. 兰州交通大学学报. 2013(01)
[8]基于智能控制的PID控制方式的研究[J]. 刘莉宏. 北京工业职业技术学院学报. 2012(02)
[9]四旋翼飞行器的动力学建模及PID控制[J]. 李俊,李运堂. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2012(01)
[10]涵道螺旋桨与孤立螺旋桨气动特性的数值模拟对比[J]. 许和勇,叶正寅. 航空动力学报. 2011(12)
博士论文
[1]小型涵道式飞行器稳定性分析与流动控制研究[D]. 张威.北京理工大学 2015
[2]多旋翼飞行器建模与飞行控制技术研究[D]. 杨成顺.南京航空航天大学 2013
硕士论文
[1]大涵道比涡扇发动机气动稳定性评定方法和软件研究[D]. 蒋聪.南京航空航天大学 2016
[2]多旋翼无人飞行器自主飞行控制系统设计研究[D]. 常彦春.北京理工大学 2016
[3]涵道螺旋桨飞行器总体设计[D]. 芦志明.南京航空航天大学 2016
[4]涵道式垂直起降飞行器气动特性的CFD分析[D]. 邹汝红.湘潭大学 2015
[5]四旋翼飞行器控制系统设计与研究[D]. 杨萌.青岛理工大学 2015
[6]新型多旋翼飞行器控制系统设计与实现[D]. 赵永亮.哈尔滨工业大学 2015
[7]新型四涵道微型飞行器气动优化[D]. 王洪远.南昌航空大学 2014
[8]小型多旋翼无人机飞行控制器研究[D]. 李旭阳.西安电子科技大学 2014
[9]大涵道比涡轮风扇发动机建模技术研究[D]. 葛海.南京航空航天大学 2013
[10]小型旋翼类无人机飞行控制系统设计[D]. 何漠.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3591580
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