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

【摘要】：近年來(lái),小型無(wú)人飛行器的研制在民用以及國(guó)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(fēng)扇垂直起降飛行器采用雙涵道風(fēng)扇作為飛行器的動(dòng)力輸出,通過(guò)改變涵道體的轉(zhuǎn)速以及傾轉(zhuǎn)角實(shí)現(xiàn)飛行器的控制。基于這款自主研發(fā)的新型雙涵道風(fēng)扇無(wú)人飛行器,本文分析了它的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn),通過(guò)分析機(jī)體和各部件的氣動(dòng)特性為其建立了數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行數(shù)值仿真驗(yàn)證了其模型正確性。最后設(shè)計(jì)了飛行器的控制器,并驗(yàn)證了其可行性和有效性,為實(shí)驗(yàn)室今后此種類型飛行器的研究積累一定的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。本文首先通過(guò)查閱文獻(xiàn)和資料,對(duì)比分析大量涵道飛行器的研制經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)并研制了新型的雙涵道飛行器機(jī)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(guò)細(xì)致的分析雙涵道飛行器的動(dòng)力學(xué)特性,建立了其非線性數(shù)學(xué)模型。之后,通過(guò)對(duì)雙涵道飛行器的非線性模型進(jìn)行數(shù)值仿真的方法,驗(yàn)證其合理性和正確性。最后,設(shè)計(jì)了雙涵道飛行器的控制器系統(tǒng)并驗(yàn)證了其可行性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)人飛行器 雙涵道 數(shù)學(xué)建模 數(shù)值仿真 控制器設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(jì)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?jī)?nèi)容及安排17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 機(jī)械結(jié)構(gòu)及飛控軟硬件設(shè)計(jì)19-30
• 2.1 涵道飛行器特點(diǎn)分析19-20
• 2.2 涵道飛行器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-25
• 2.2.1 機(jī)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(diǎn)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(diǎn)分析25
• 2.3 飛控硬件介紹25-28
• 2.3.1 飛控電子倉(cāng)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(jì)28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 雙涵道飛行器數(shù)學(xué)建模30-47
• 3.1 小型無(wú)人機(jī)建模技術(shù)概況30
• 3.2 坐標(biāo)系介紹和轉(zhuǎn)換30-35
• 3.2.1 坐標(biāo)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(yùn)動(dòng)方程41-42
• 3.3.4 雙涵道飛行器繞質(zhì)心運(yùn)動(dòng)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(zhǔn)備47-48
• 4.1.1 參數(shù)測(cè)量47
• 4.1.2 配平點(diǎn)計(jì)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(jì)與分析57-72
• 5.1 雙閉環(huán)PID控制器設(shè)計(jì)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(jì)思路59-60
• 5.1.4 控制器具體實(shí)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(jì)66-71
• 5.2.1 LQR設(shè)計(jì)方法的基本原理66-68
• 5.2.2 平衡點(diǎn)附近的線性化68-70
• 5.2.3 LQR內(nèi)環(huán)控制器設(shè)計(jì)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(xiàn)74-77
• 致謝77-78
• 附件78

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本文編號(hào)：253223