隨著無人機技術的飛速發(fā)展,無人機在軍民領域扮演著越來越重要的角色,應用范圍不斷擴大,具備較大的市場規(guī)模。在無人機的應用過程中,發(fā)射階段是最困難、最關鍵的階段之一,直接影響無人機的作戰(zhàn)靈活性和生存能力等戰(zhàn)技指標和使用要求。目前國內外采用車載起飛的無人機重量均不超過50kg,這表明對于100kg級無人機采用車載起飛具有相當的技術難度。但車載起飛具有明顯的優(yōu)點,能夠大幅降低無人機全壽命周期的使用和訓練成本,提高無人機對使用環(huán)境的適應能力,受到眾多用戶的喜愛,本文以實現100kg級無人機車載起飛為研究目標。通過研究無人機車載起飛基本原理,確定系統(tǒng)架構。通過建模和仿真分析,研究了地面不平度、風載等環(huán)境因素對車載起飛的影響。根據無人機和起飛車的限制條件,以及環(huán)境因素的影響,開展車載起飛系統(tǒng)設計。采用大扭矩舵機驅動連桿機構,保證了無人機在復雜多變的環(huán)境下,安全可靠的固定,釋放同步性達到了50ms以內。通過仿真和試驗,研究確定了影響無人機起飛安全的關鍵參數如升力、俯仰力矩和橫滾力矩等的合力范圍,得出了無人機車載起飛安全釋放的條件,形成了多變量復合釋放判據。通過4個豎直傳感器和1個水平傳感器建立五點四自由度組合測量系統(tǒng),采用滑動平均值法進行濾波,解決了振動環(huán)境下無人機的參數測量。研究車載起飛監(jiān)控軟件,實時接收GPS數據以及AD采集器測力數據,通過運動方程解算,給出無人機安全放飛提示。開展了多項設計性試驗和驗證性試驗,不斷改進設計,摸清了車載起飛系統(tǒng)的性能和關鍵參數。開展了多種重量的無人機試飛驗證工作。本文研發(fā)了一套大載荷四點定位鎖緊、同步快速釋放機構,解決了在振動、風力等復雜環(huán)境下可靠固定,同步快速釋放等技術難點,實現了釋放時間控制在140ms以內,釋放同步性控制在50ms以內;定義了無人機車載起飛多變量復合釋放判據,并研發(fā)相應的控制軟件,使其具備良好的魯棒特性,實現了100kg級無人機的車載起飛,突破了無人機車載起飛的重量等級。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：V279
【部分圖文】：

起飛車運動軌跡圖

車載起飛動力學仿真

高度變化對比圖
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本文編號：2865903