涵道風扇六旋翼無人機是一種共軸多涵道式無人機,是一類結合了涵道式飛行器與多旋翼飛行器優(yōu)點的新型飛行器。與傳統(tǒng)飛行器相比,其動力系統(tǒng)效率高、飛行時間長、載荷大、飛行隱蔽性好、飛行原理簡單且環(huán)境適應能力強,因此受到了學術界越來越多的關注,尤其是在軍事領域具有極廣的應用前景。本文圍繞一種采用新概念氣驅(qū)動系統(tǒng)的涵道風扇六旋翼無人機的控制技術展開了相關的研究,論文主要內(nèi)容如下:首先,本文從被控對象出發(fā),介紹了涵道風扇六旋翼無人機的機體結構和工作原理,分析了無人機的動力系統(tǒng)組成,通過與傳統(tǒng)旋翼飛行器的橫向比較,對無人機的動力學特性進行了分析,總結了新動力系統(tǒng)下無人機實現(xiàn)六自由度運動的過程。其次,對無人機運動過程中的力學特性進行了分析,通過涵道實驗、計算流體力學仿真和涵道風扇系統(tǒng)仿真等方法得到了涵道模型,采用牛頓-歐拉法建立了無人機運動的方程,并使用反饋線性化的方法得到了運動方程的線性狀態(tài)空間表達式。接著,分析了無人機的特點和飛行控制的需求,設計了涵道風扇六旋翼無人機飛行控制系統(tǒng),對高度通道和三個姿態(tài)通道設計了串級PID控制結構并與單級PID控制進行了對比,分析了系統(tǒng)的主要不確定性及其對飛行控制產(chǎn)生... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

德國MD4-200四旋翼飛行器（2）涵道式飛行器

涵道風扇六旋翼控制技術研究微型飛行器由霍尼韋爾公司研制，屬于微小型涵道式飛行器，最典型的特點是快速性和性，造價較低，應用十分廣泛�？捎蓡稳吮池搱�(zhí)行飛行任務，被美國軍方大量地使用，并到基層部隊，在戰(zhàn)場中能起到巨大的作用。c. OAV 計劃系列無人機OAV 計劃指的是美國在 2001 年啟動的建制無人機（Organic-Airvehide，英文縮寫為 OAV劃，在此時期，大量的涵道式飛行器涌現(xiàn)。其中比較著名的有霍尼韋爾公司的 Kestrel 涵道人機和聯(lián)合宇航公司的 ISTAR 涵道式無人機，此類無人機主要被作為空中監(jiān)視系統(tǒng)使用。d. 金眼無人機（GoldenEye）金眼無人機是美國極光飛行科學公司研制的一款涵道式的飛行器，該飛行器體型較大，被用來對目標監(jiān)視、跟蹤和截取。它可以最大攜帶 20Kg 的負載完成長達 4h 的飛行，屬于航時的涵道飛行器。

涵道風扇六旋翼控制技術研究微型飛行器由霍尼韋爾公司研制，屬于微小型涵道式飛行器，最典型的特點是快速性和性，造價較低，應用十分廣泛�？捎蓡稳吮池搱�(zhí)行飛行任務，被美國軍方大量地使用，并到基層部隊，在戰(zhàn)場中能起到巨大的作用。c. OAV 計劃系列無人機OAV 計劃指的是美國在 2001 年啟動的建制無人機（Organic-Airvehide，英文縮寫為 OAV劃，在此時期，大量的涵道式飛行器涌現(xiàn)。其中比較著名的有霍尼韋爾公司的 Kestrel 涵道人機和聯(lián)合宇航公司的 ISTAR 涵道式無人機，此類無人機主要被作為空中監(jiān)視系統(tǒng)使用。d. 金眼無人機（GoldenEye）金眼無人機是美國極光飛行科學公司研制的一款涵道式的飛行器，該飛行器體型較大，被用來對目標監(jiān)視、跟蹤和截取。它可以最大攜帶 20Kg 的負載完成長達 4h 的飛行，屬于航時的涵道飛行器。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]混合動力多旋翼無人飛行器設計與氣動特性研究[J]. 宗劍,王云.  機械研究與應用. 2016(05)
[2]基于Matlab的模糊PID控制系統(tǒng)設計及仿真[J]. 竇艷艷,錢蕾,馮金龍.  電子科技. 2015(02)
[3]多模型自適應控制研究概述[J]. 陳杰,陳偉,孫健.  系統(tǒng)科學與數(shù)學. 2014(12)
[4]小型無人涵道飛行器飛行動力學特性[J]. 趙洪,李建波,崔釗.  航空動力學報. 2014(07)
[5]高階不確定非線性系統(tǒng)線性狀態(tài)反饋自適應控制設計[J]. 滿永超,劉允剛.  自動化學報. 2014(01)
[6]無人機六自由度飛行建模與仿真研究[J]. 云超,李小民,鄭宗貴.  系統(tǒng)仿真技術. 2013(02)
[7]小型四旋翼無人機建模與控制仿真[J]. 孟佳東,趙志剛.  蘭州交通大學學報. 2013(01)
[8]基于智能控制的PID控制方式的研究[J]. 劉莉宏.  北京工業(yè)職業(yè)技術學院學報. 2012(02)
[9]四旋翼飛行器的動力學建模及PID控制[J]. 李俊,李運堂.  遼寧工程技術大學學報(自然科學版). 2012(01)
[10]涵道螺旋槳與孤立螺旋槳氣動特性的數(shù)值模擬對比[J]. 許和勇,葉正寅.  航空動力學報. 2011(12)

博士論文
[1]小型涵道式飛行器穩(wěn)定性分析與流動控制研究[D]. 張威.北京理工大學 2015
[2]多旋翼飛行器建模與飛行控制技術研究[D]. 楊成順.南京航空航天大學 2013

碩士論文
[1]大涵道比渦扇發(fā)動機氣動穩(wěn)定性評定方法和軟件研究[D]. 蔣聰.南京航空航天大學 2016
[2]多旋翼無人飛行器自主飛行控制系統(tǒng)設計研究[D]. 常彥春.北京理工大學 2016
[3]涵道螺旋槳飛行器總體設計[D]. 蘆志明.南京航空航天大學 2016
[4]涵道式垂直起降飛行器氣動特性的CFD分析[D]. 鄒汝紅.湘潭大學 2015
[5]四旋翼飛行器控制系統(tǒng)設計與研究[D]. 楊萌.青島理工大學 2015
[6]新型多旋翼飛行器控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 趙永亮.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[7]新型四涵道微型飛行器氣動優(yōu)化[D]. 王洪遠.南昌航空大學 2014
[8]小型多旋翼無人機飛行控制器研究[D]. 李旭陽.西安電子科技大學 2014
[9]大涵道比渦輪風扇發(fā)動機建模技術研究[D]. 葛海.南京航空航天大學 2013
[10]小型旋翼類無人機飛行控制系統(tǒng)設計[D]. 何漠.哈爾濱工業(yè)大學 2013



本文編號：3591580