本文關(guān)鍵詞：地面效應(yīng)與控制參數(shù)對多旋翼無人機(jī)飛行性能影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多旋翼無人機(jī)已在軍用民用等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,目前已成為國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的熱門課題。目前對多旋翼無人機(jī)的研究主要集中在控制算法和外部硬件上,而對其地面效應(yīng)研究很少。本文結(jié)合PID控制算法的控制原理對多旋翼無人機(jī)地面效應(yīng)進(jìn)行研究并通過飛行試驗進(jìn)行驗證。本文通過選型確定X型四旋翼無人機(jī),簡單分析其飛行原理,并簡化條件進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和動力學(xué)建模,之后進(jìn)行四旋翼無人機(jī)的軟硬件設(shè)計,繪制電路原理圖和PCB圖,并手工焊接和組裝調(diào)試飛行,完成無人機(jī)測試平臺搭建。利用搭建的平臺分析控制參數(shù)對飛行性能的影響,主要通過滾轉(zhuǎn)角φ、俯仰角θ、偏航角ψ和高度的控制體現(xiàn),之后進(jìn)行matlab仿真獲得最優(yōu)控制參數(shù)并進(jìn)行飛行測試驗證。飛行過程中時常受到地面效應(yīng)影響,最后,通過分析其地面效應(yīng)后,選取PIV測試系統(tǒng)進(jìn)行地面效應(yīng)流場測試,并通過飛行試驗驗證,結(jié)果驗證此測試平臺和測試方法的可行性。通過對地面效應(yīng)研究發(fā)現(xiàn),在3倍旋翼半徑的相對離地高度范圍內(nèi),旋翼升力系數(shù)變化劇烈。通過PIV測試系統(tǒng)測試得到旋翼尾流經(jīng)過地面的阻滯后,流速急劇上升,渦量也相應(yīng)增大。
【關(guān)鍵詞】：多旋翼無人機(jī) 系統(tǒng)設(shè)計 PID 地面效應(yīng) PIV
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-13
• 1.1 國內(nèi)外多旋翼無人機(jī)研究現(xiàn)狀7-10
• 1.2 國內(nèi)外地面效應(yīng)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容12-13
• 2 多旋翼無人機(jī)建模13-22
• 2.1 多旋翼無人機(jī)種類及選型13-15
• 2.2 多旋翼無人機(jī)飛行原理15-16
• 2.3 多旋翼無人機(jī)姿態(tài)表示16-18
• 2.3.1 坐標(biāo)系選取和建立16-17
• 2.3.2 歐拉角17-18
• 2.4 多旋翼無人機(jī)動力學(xué)建模18-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 3 多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)分析與設(shè)計22-33
• 3.1 總體設(shè)計22-23
• 3.2 器件選型23-32
• 3.2.1 機(jī)架選型23-25
• 3.2.2 電機(jī)選型25
• 3.2.3 旋翼選型25-27
• 3.2.4 電機(jī)驅(qū)動器選型27
• 3.2.5 傳感器選型27-30
• 3.2.6 電池選型30
• 3.2.7 單片機(jī)最小系統(tǒng)30-32
• 3.3 本章小結(jié)32-33
• 4 飛行姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計及實驗分析33-49
• 4.1 姿態(tài)讀取33-36
• 4.2 多旋翼無人機(jī)控制參數(shù)影響及仿真分析36-42
• 4.2.1 PID控制原理37-39
• 4.2.2 滾轉(zhuǎn)角控制39-40
• 4.2.3 俯仰角控制40-41
• 4.2.4 偏航角控制41
• 4.2.5 高度控制41-42
• 4.3 飛行測試與實驗數(shù)據(jù)分析42-48
• 4.3.1 姿態(tài)方位測試系統(tǒng)42-44
• 4.3.2 轉(zhuǎn)速測試傳感器44
• 4.3.3 試驗數(shù)據(jù)分析44-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 5 多旋翼無人機(jī)地面效應(yīng)原理與測試分析49-65
• 5.1 地面效應(yīng)原理49-51
• 5.1.1 固定翼地面效應(yīng)49-50
• 5.1.2 旋翼地面效應(yīng)50-51
• 5.2 多旋翼無人機(jī)地面效應(yīng)PIV測試51-58
• 5.2.1 PIV測試系統(tǒng)52-54
• 5.2.2 PIV實驗操作過程54-56
• 5.2.3 PIV實驗結(jié)果分析56-58
• 5.3 多旋翼無人機(jī)地面效應(yīng)飛行測試與分析58-64
• 5.3.1 斜面懸停地面效應(yīng)58-60
• 5.3.2 水平面懸停地面效應(yīng)60-63
• 5.3.3 斜面懸停地面效應(yīng)63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論與展望65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 附錄71

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本文編號：262817