【摘要】：隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步,其應(yīng)用越來(lái)越廣泛,但無(wú)人機(jī)普遍存在著電池供電造成的動(dòng)力不足、飛行時(shí)間短等缺陷,影響了使用性能,而系留無(wú)人機(jī)通過(guò)有線供電能很好地克服上述問(wèn)題。為保證系留無(wú)人機(jī)正常工作,其系留機(jī)構(gòu),特別是繞線系統(tǒng)的研究是系留無(wú)人機(jī)研究的重點(diǎn)工作之一。研究課題源于國(guó)家“十三五”核能開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,需要連接電纜為無(wú)人機(jī)提供電源以及通信,提高無(wú)人機(jī)的飛行時(shí)間和飛行負(fù)載,并具有一定的張力控制能力,提高系留無(wú)人機(jī)對(duì)外部干擾的穩(wěn)定性。論文根據(jù)項(xiàng)目要求,對(duì)系留無(wú)人機(jī)進(jìn)行了深入研究,進(jìn)行了系留無(wú)人機(jī)的繞線裝置的方案設(shè)計(jì)。研究了基于拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程的系留模型,分析外界的風(fēng)速對(duì)系留模型穩(wěn)定性的影響,通過(guò)對(duì)系留電纜的分析,總結(jié)了一種針對(duì)于不同額定電流的系留電纜選型方法,提出了一種位置估計(jì)方法,最后設(shè)計(jì)了一種用于系留的繞線裝置,對(duì)其張力的控制進(jìn)行研究,具有一定的理論價(jià)值和工程意義。首先分析了系留裝置的功能,對(duì)系留繞線機(jī)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì),采用拉格朗日動(dòng)力學(xué)推導(dǎo)了系留模型,并針對(duì)于不同飛行階段的多級(jí)定風(fēng)速和不同變風(fēng)速的情況進(jìn)行穩(wěn)定性分析,得到了用于系留電纜分析的風(fēng)力參數(shù)。其次調(diào)研了現(xiàn)有的系留電纜,采用系留模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,針對(duì)于不同額定電流和相同額定電流的系留電纜的選型分析,通過(guò)模型仿真,總結(jié)出了一種針對(duì)系留電纜的選型方法,即在不考慮電機(jī)電流的情況下,盡可能選取額定電流大的電纜,在額定電流相同時(shí),優(yōu)先考慮系留線纜重量輕的型號(hào),其次選取系留電纜直徑較大的型號(hào)。并提出了一種基于拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程式的相對(duì)位置估計(jì)方法最后完成系留無(wú)人機(jī)的繞線裝置的實(shí)物實(shí)驗(yàn)和系留無(wú)人機(jī)位置估計(jì)實(shí)驗(yàn)。在繞線裝置上進(jìn)行了張力控制測(cè)試,表明了該繞線裝置能夠在一定范圍內(nèi)進(jìn)行張力的控制,其次進(jìn)行了系留無(wú)人機(jī)的位置估計(jì)實(shí)驗(yàn),通過(guò)電纜的實(shí)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了位置估計(jì)方法是有效的。
【圖文】：

西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀開(kāi)展了一些研究，主要有：限公司所研發(fā)的系留無(wú)人機(jī)和電源負(fù)載平臺(tái)分為三種，分別為：系留無(wú)地面應(yīng)用。載應(yīng)用主要用于工作過(guò)程中需要頻救災(zāi)等，，可將系留無(wú)人機(jī)系統(tǒng)安放于系留系統(tǒng)自帶發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電。工作系留無(wú)人機(jī)可通過(guò)攝像頭實(shí)時(shí)跟隨車(chē)輛正上方；任務(wù)執(zhí)行完畢，系留無(wú)具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等特點(diǎn)，可廣泛用及民用車(chē)輛。

人機(jī)可懸停于車(chē)輛正上方；任務(wù)執(zhí)行完畢，系留無(wú)人機(jī)降落并自留無(wú)人機(jī)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等特點(diǎn)，可廣泛裝載于巡檢車(chē)信車(chē)等各類(lèi)軍用及民用車(chē)輛。圖 1-1 系留無(wú)人機(jī)車(chē)載應(yīng)用Fig.1-1 The application of tethered drone on car人機(jī)地面應(yīng)用主要用于工作期間移動(dòng)較少或無(wú)需移動(dòng)的任務(wù)，勘探、環(huán)境監(jiān)測(cè)等、可將系留無(wú)人機(jī)系統(tǒng)固定安放于地面某處或安放于地面上。工作時(shí)，系留無(wú)人機(jī)起飛，系留無(wú)人機(jī)根據(jù)設(shè)置空中，任務(wù)執(zhí)行完畢，系留無(wú)人機(jī)降落并回收。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：V279

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