本文關(guān)鍵詞：雙涵道風扇垂直起降飛行器的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,小型無人飛行器的研制在民用以及國防領(lǐng)域取得了很大的發(fā)展,擁有廣闊的應(yīng)用前景。本文所研究雙涵道風扇垂直起降飛行器采用雙涵道風扇作為飛行器的動力輸出,通過改變涵道體的轉(zhuǎn)速以及傾轉(zhuǎn)角實現(xiàn)飛行器的控制�；谶@款自主研發(fā)的新型雙涵道風扇無人飛行器,本文分析了它的機械結(jié)構(gòu)特點,通過分析機體和各部件的氣動特性為其建立了數(shù)學模型,并進行數(shù)值仿真驗證了其模型正確性。最后設(shè)計了飛行器的控制器,并驗證了其可行性和有效性,為實驗室今后此種類型飛行器的研究積累一定的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。本文首先通過查閱文獻和資料,對比分析大量涵道飛行器的研制經(jīng)驗,設(shè)計并研制了新型的雙涵道飛行器機械系統(tǒng)。接著,介紹了在該新型雙涵道飛行器上搭載的飛行控制軟硬件系統(tǒng)。然后,通過細致的分析雙涵道飛行器的動力學特性,建立了其非線性數(shù)學模型。之后,通過對雙涵道飛行器的非線性模型進行數(shù)值仿真的方法,驗證其合理性和正確性。最后,設(shè)計了雙涵道飛行器的控制器系統(tǒng)并驗證了其可行性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：無人飛行器 雙涵道 數(shù)學建模 數(shù)值仿真 控制器設(shè)計
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V275
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究目的與意義9-10
• 1.2 涵道飛行器發(fā)展和設(shè)計選擇10-16
• 1.2.1 涵道飛行器發(fā)展概況10-13
• 1.2.2 雙涵道飛行器發(fā)展概況13-16
• 1.3 雙涵道飛行器飛行控制技術(shù)介紹16-17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及安排17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 機械結(jié)構(gòu)及飛控軟硬件設(shè)計19-30
• 2.1 涵道飛行器特點分析19-20
• 2.2 涵道飛行器機械結(jié)構(gòu)設(shè)計20-25
• 2.2.1 機械結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)20-22
• 2.2.2 涵道飛行器的構(gòu)型特點22-23
• 2.2.3 雙涵道飛行器的操縱系統(tǒng)23-25
• 2.2.4 雙涵道飛行器結(jié)構(gòu)優(yōu)點分析25
• 2.3 飛控硬件介紹25-28
• 2.3.1 飛控電子倉部分26-27
• 2.3.2 傳感器部分27
• 2.3.3 通訊部分27-28
• 2.3.4 控制芯片部分28
• 2.4 飛行器軟件系統(tǒng)設(shè)計28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 雙涵道飛行器數(shù)學建模30-47
• 3.1 小型無人機建模技術(shù)概況30
• 3.2 坐標系介紹和轉(zhuǎn)換30-35
• 3.2.1 坐標系描述31-33
• 3.2.2 姿態(tài)描述33-35
• 3.3 雙涵道飛行器建模35-46
• 3.3.1 雙涵道飛行器局部建模35-40
• 3.3.2 牛頓-歐拉方程40-41
• 3.3.3 雙涵道飛行器沿質(zhì)心運動方程41-42
• 3.3.4 雙涵道飛行器繞質(zhì)心運動方程42-43
• 3.3.5 雙涵道飛行器外力和合外力矩分析43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 雙涵道飛行器的數(shù)值仿真47-57
• 4.1 雙涵道飛行器的仿真準備47-48
• 4.1.1 參數(shù)測量47
• 4.1.2 配平點計算47-48
• 4.2 雙涵道飛行器的仿真分析48-56
• 4.2.1 仿真方法介紹48-50
• 4.2.2 四通道仿真與分析50-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第五章 雙涵道飛行器控制器設(shè)計與分析57-72
• 5.1 雙閉環(huán)PID控制器設(shè)計57-66
• 5.1.1 PID算法基礎(chǔ)57-58
• 5.1.2 調(diào)參基本規(guī)律58-59
• 5.1.3 控制器設(shè)計思路59-60
• 5.1.4 控制器具體實現(xiàn)60-61
• 5.1.5 仿真結(jié)果分析61-66
• 5.2 LQR控制器設(shè)計66-71
• 5.2.1 LQR設(shè)計方法的基本原理66-68
• 5.2.2 平衡點附近的線性化68-70
• 5.2.3 LQR內(nèi)環(huán)控制器設(shè)計70-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-74
• 參考文獻74-77
• 致謝77-78
• 附件78

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  本文關(guān)鍵詞：雙涵道風扇垂直起降飛行器的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：253223