本文關鍵詞：多旋翼無人飛行器關鍵技術研究

  更多相關文章： 多旋翼 共軸雙旋翼 測試系統(tǒng) 飛行控制系統(tǒng)

【摘要】：多旋翼無人飛行器由于具有垂直起降、機動靈活等特點,在近幾年得到社會的廣泛關注。本文從工程應用角度出發(fā),研究了多旋翼和共軸雙旋翼混合構成多旋翼飛行器的關鍵技術,并對這種構型的多旋翼無人機進行結(jié)構設計和控制系統(tǒng)仿真。具體來說,本文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面。(1)研究了多旋翼無人飛行器的發(fā)展現(xiàn)狀和背景,明確說明了課題研究目的與意義。闡述了多旋翼無人飛行器的飛行控制原理,基于牛頓第二定律和剛體轉(zhuǎn)動定律對多旋翼飛行器的運動進行分析,并建立了動力學模型,同時分析了共軸雙旋翼的運動機理。(2)提出了一種共軸雙旋翼的升力測試方法,使用Solidworks三維建模軟件設計了升力測試平臺,并對平臺的靜強度進行分析,完成了升力測試實驗。(3)分析了共軸雙旋翼的傳動原理,并在此基礎上使用Solidworks設計了一個傳動裝置,該裝置可以實現(xiàn)將動力等速反向傳遞給雙旋翼。之后又設計了一個四旋翼和共軸雙旋翼混合構型的一體式多旋翼無人飛行器,使用ANSYS Workbench有限元分析軟件對該型多旋翼飛行器進行靜力學分析和模態(tài)分析。(4)簡化了多旋翼飛行器的動力學方程,以MATLAB/Simulink為仿真工具,設計出PID控制器,搭建了各個模塊的的Simulink框圖,得到了滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏航、高度四個通道的階躍響應曲線,對比了加入共軸雙旋翼拉力之前和之后,多旋翼飛行器姿態(tài)和高度響應的變化。
【關鍵詞】：多旋翼 共軸雙旋翼 測試系統(tǒng) 飛行控制系統(tǒng)
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題研究目的與意義9-11
• 1.2 多旋翼飛行器的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 多旋翼飛行器發(fā)展歷程11-13
• 1.2.2 多旋翼飛行器國內(nèi)外研究情況13-15
• 1.2.3 多旋翼飛行器研究現(xiàn)狀及前景15-19
• 1.3 論文主要工作與內(nèi)容安排19-20
• 第2章 多旋翼無人飛行器原理20-37
• 2.1 多旋翼飛行器飛行控制原理20-31
• 2.1.1 多旋翼飛行器結(jié)構及原理介紹20-23
• 2.1.2 定義姿態(tài)角及推導坐標轉(zhuǎn)換矩陣23-26
• 2.1.3 系統(tǒng)動力學模型建立26-31
• 2.2 共軸雙旋翼飛行器原理31-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 第3章 共軸雙旋翼升力測試方法與實驗研究37-52
• 3.1 升力測試系統(tǒng)設計37-45
• 3.1.1 solidworks三維建模軟件介紹37-40
• 3.1.2 升力測試平臺設計40-41
• 3.1.3 測試平臺靜強度分析41-45
• 3.2 旋翼升力測試方法45-48
• 3.3 共軸雙旋翼升力實驗結(jié)果分析48-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第4章 多旋翼無人飛行器結(jié)構設計及有限元分析52-68
• 4.1 共軸雙旋翼傳動裝置結(jié)構設計52-55
• 4.2 多旋翼飛行器總體結(jié)構設計55-56
• 4.3 多旋翼飛行器結(jié)構有限元分析56-67
• 4.3.1 Ansys Workbench有限元分析軟件介紹56-59
• 4.3.2 結(jié)構靜力學分析59-64
• 4.3.3 模態(tài)分析64-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 第5章 多旋翼無人飛行器動力學建模及仿真分析68-79
• 5.1 多旋翼飛行器動力學模型簡化68-70
• 5.2 PID控制器仿真70-78
• 5.2.1 PID控制原理70-71
• 5.2.2 仿真模型建立71-74
• 5.2.3 結(jié)果分析74-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論79-81
• 參考文獻81-84
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單84-85
• 致謝85

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1 ;未來10年將生產(chǎn)5448架軍用旋翼機[J];航空維修與工程;2005年01期

2 陸洋;李建波;朱清華;;自轉(zhuǎn)旋翼機配平及操縱響應特性[J];南京航空航天大學學報;2008年05期

3 道格拉斯·羅伊斯;趙;;民用旋翼機市場前景不容樂觀[J];國際航空;2010年03期

4 徐慧;張伯虎;董文柱;石婷;;多功能無人旋翼機在公共安全方面的應用[J];現(xiàn)代電子技術;2011年20期

5 馮磊;佟勇;宋秀峰;;旋翼飛行器概述[J];科技創(chuàng)新導報;2012年29期

6 金德余;;航宇18-A型旋翼機[J];直升機技術;1994年03期

7 蔡汝鴻;;潛水艇載風箏式旋翼機[J];直升機技術;1994年04期

8 申斌;吳一波;林冬生;;旋翼機的發(fā)展與應用[J];科技傳播;2013年23期

9 蔡汝鴻;;卡特旋翼機(三)——精彩紛呈的卡特旋翼機[J];航空知識;2005年06期

10 李長江;;新穎奇特的旋翼機[J];航空知識;1999年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 唐正飛;;旋翼飛行器及其系統(tǒng)發(fā)展研究[A];航空科學技術學科發(fā)展報告（2010-2011）[C];2011年

2 章洪;;新概念“直升旋翼機”[A];第六屆中國科學家論壇論文匯編[C];2007年

3 ;旋翼無人機參賽報告[A];2004中國空中機器人大賽論文匯編[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張廣林 張慧;世界旋翼機市場預測及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗和啟示[N];中國航空報;2008年

2 李昊;美陸軍將啟動高速旋翼機研制項目[N];中國航空報;2011年

3 本報記者 胡海波;自轉(zhuǎn)旋翼機：會飛的“風車”[N];中國民航報;2011年

4 高翔;美陸軍基于亞太戰(zhàn)略評估其旋翼機計劃[N];中國航空報;2012年

5 黎時;1923：旋翼機問世[N];中國航空報;2003年

6 姜曙光;未來十年生產(chǎn)5448架軍用旋翼機[N];中國航空報;2004年

7 姜曙光;蒂爾預測未來十年旋翼機市場[N];中國航空報;2004年

8 王蘭;輕型軍用旋翼機市場將步入緊縮期[N];中國航空報;2011年

9 記者 劉軍國;日本 美將如期部署“魚鷹”旋翼機[N];人民日報;2012年

10 李昊;美國開展下一代高速旋翼機技術預研項目[N];中國航空報;2014年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王超;電控旋翼直升機氣動特性研究[D];南京航空航天大學;2014年

2 朱清華;自轉(zhuǎn)旋翼飛行器總體設計關鍵技術研究[D];南京航空航天大學;2007年

3 陳淼;自轉(zhuǎn)式無人旋翼機飛行控制技術研究[D];南京航空航天大學;2012年

4 魏鵬;旋翼非定常流場的黏性渦數(shù)值模擬方法及其混合方法的研究[D];南京航空航天大學;2012年

5 肖中云;旋翼流場數(shù)值模擬方法研究[D];中國空氣動力研究與發(fā)展中心;2007年

6 彭程;共軸八旋翼無人飛行器姿態(tài)與航跡跟蹤控制研究[D];吉林大學;2015年

7 鄧寅U，

本文編號：654474