【摘要】：復(fù)合翼垂直起降無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,同時(shí)兼具旋翼無(wú)人機(jī)可垂直起降和固定翼無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),具有廣泛的應(yīng)用前景。石油管道巡線、森林防火等領(lǐng)域?qū)?fù)合翼垂直起降無(wú)人機(jī)的需求日益迫切,但復(fù)合翼垂直起降無(wú)人機(jī)的飛行控制技術(shù)仍缺少相關(guān)研究。本文以某型復(fù)合翼垂直起降無(wú)人機(jī)為背景,對(duì)復(fù)合翼垂直起降無(wú)人機(jī)飛行控制技術(shù)進(jìn)行研究。本文主要工作及成果如下。首先,分析了復(fù)合翼典型飛行剖面,定義了復(fù)合翼的三種典型飛行模態(tài):固定翼模態(tài)、多旋翼模態(tài)和過(guò)渡模態(tài);根據(jù)質(zhì)量數(shù)據(jù)和氣動(dòng)數(shù)據(jù)分別建立了這三種飛行模態(tài)下六自由度數(shù)學(xué)模型;進(jìn)一步開(kāi)展操穩(wěn)特性分析。其次,根據(jù)飛行任務(wù)設(shè)計(jì)復(fù)合翼飛行控制系統(tǒng),對(duì)復(fù)合翼飛行控制系統(tǒng)的傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、飛行控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行硬件選型,對(duì)飛行控制系統(tǒng)軟件的導(dǎo)航模塊、控制律解算模塊、飛行模態(tài)轉(zhuǎn)換模塊和遙控遙測(cè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。再次,對(duì)復(fù)合翼無(wú)人機(jī)的固定翼模態(tài)和多旋翼模態(tài)進(jìn)行控制律設(shè)計(jì)。固定翼模態(tài)控制律設(shè)計(jì)了俯仰角控制、滾轉(zhuǎn)角控制、高度控制、航跡控制;多旋翼模態(tài)控制律設(shè)計(jì)了位置控制、高度控制、航向控制、舵面分配算法。再再次,對(duì)復(fù)合翼無(wú)人機(jī)模態(tài)轉(zhuǎn)換的各個(gè)階段進(jìn)行詳細(xì)分析并采取相應(yīng)的策略。旋翼轉(zhuǎn)固定翼的加速段有個(gè)較大抬頭趨勢(shì),采用升降舵前饋對(duì)其進(jìn)行控制;對(duì)旋翼控制結(jié)構(gòu)和固定翼控制結(jié)構(gòu)之間的切換,設(shè)計(jì)權(quán)值轉(zhuǎn)換方案;旋翼停止過(guò)程存在較大干擾,采用的增強(qiáng)固定翼控制增益來(lái)提高姿態(tài)控制能力;固定翼轉(zhuǎn)多旋翼的減速段設(shè)計(jì)速度控制減速策略,使減速過(guò)程變得平緩。由于模態(tài)轉(zhuǎn)換段模型不準(zhǔn)確,為降低風(fēng)險(xiǎn),本文設(shè)計(jì)了循序漸進(jìn)的模態(tài)轉(zhuǎn)換滑行實(shí)驗(yàn)方案。最后,根據(jù)復(fù)合翼垂直起降無(wú)人機(jī)海上應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)復(fù)合翼艦載移動(dòng)著陸控制策略。艦載移動(dòng)著陸過(guò)程規(guī)劃進(jìn)場(chǎng)航跡捕獲段、移動(dòng)軌跡下滑段、模態(tài)轉(zhuǎn)換段、側(cè)向調(diào)整段四個(gè)子階段,分別設(shè)計(jì)制導(dǎo)與控制策略。開(kāi)展陸上模擬著陸實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了控制策略的可行性。
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V279;V249.1
【圖文】：

狀逡逑代到６０年代，西歐航空界就開(kāi)始掀起研世紀(jì)５０年代末，德國(guó)多尼爾（Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ0－３１的空軍中型戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)方案。Ｄ0－３１輸機(jī)，兩側(cè)翼尖各有一個(gè)吊艙，里面裝，用來(lái)給Ｄ０－３１垂直起降階段提供升力。動(dòng)機(jī)工作提供升力；在水平飛行模式下，吊艙會(huì)給水平飛行增加阻力％。所以，升無(wú)人機(jī)，但是可適用于小型低速無(wú)人機(jī)。Ｄ來(lái)運(yùn)輸士兵或者傷員。逡逑

其既有著固定翼無(wú)人機(jī)的高速、長(zhǎng)續(xù)航、功耗小的優(yōu)點(diǎn)，又具有垂直起降的能力，逡逑Ｖ－２２最高飛行速度為５０９ｋｍ／ｈ。逡逑圖１．２邋Ｖ－２２傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)逡逑接著美國(guó)貝爾公司又在Ｖ－２２的研究成果上進(jìn)行改進(jìn)，研發(fā)了出了第二代傾逡逑轉(zhuǎn)旋翼機(jī)Ｖ－２８０，如圖１．３所示，并于２０１７年首次試飛成功１１８】。Ｖ－２８０與Ｖ－２２相逡逑比有個(gè)明顯的改進(jìn)是：用旋翼獨(dú)自傾轉(zhuǎn)方案代替旋翼與旋翼發(fā)動(dòng)機(jī)一同傾轉(zhuǎn)方逡逑案。此項(xiàng)改進(jìn)消除了機(jī)載人員從側(cè)艙門進(jìn)出的安全隱患，拓寬了艙門機(jī)槍射手逡逑射界Ｖ－２８０相對(duì)于普通直升機(jī)來(lái)說(shuō)，油耗更小、航行時(shí)間更長(zhǎng)、具有更大逡逑作戰(zhàn)半徑、靈活性和機(jī)動(dòng)性更好。逡逑圖１．３Ｖ－２８０傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)逡逑３逡逑

圖１．２邋Ｖ－２２傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)逡逑接著美國(guó)貝爾公司又在Ｖ－２２的研究成果上進(jìn)行改進(jìn)，研發(fā)了出了第二代傾逡逑轉(zhuǎn)旋翼機(jī)Ｖ－２８０，如圖１．３所示，并于２０１７年首次試飛成功１１８】。Ｖ－２８０與Ｖ－２２相逡逑比有個(gè)明顯的改進(jìn)是：用旋翼獨(dú)自傾轉(zhuǎn)方案代替旋翼與旋翼發(fā)動(dòng)機(jī)一同傾轉(zhuǎn)方逡逑案。此項(xiàng)改進(jìn)消除了機(jī)載人員從側(cè)艙門進(jìn)出的安全隱患，拓寬了艙門機(jī)槍射手逡逑射界Ｖ－２８０相對(duì)于普通直升機(jī)來(lái)說(shuō)，油耗更小、航行時(shí)間更長(zhǎng)、具有更大逡逑作戰(zhàn)半徑、靈活性和機(jī)動(dòng)性更好。逡逑圖１．３Ｖ－２８０傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)逡逑３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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1 伍美香;朱杰;張鵬飛;劉丙濤;張紅梅;;基于第一視角飛行的仿真平臺(tái)搭建[J];電子世界;2015年24期

2 王柯;彭向陽(yáng);陳銳民;陳海涵;郭小龍;;無(wú)人機(jī)電力線路巡視平臺(tái)選型[J];電力科學(xué)與工程;2014年06期

3 樂(lè)淑玲;王云;劉詩(shī)鸞;張高望;;新型混合動(dòng)力無(wú)人飛行器氣動(dòng)特性數(shù)值分析[J];計(jì)算機(jī)仿真;2014年06期

4 代冀陽(yáng);楊興廷;吳劍;;無(wú)人機(jī)俯仰角程序調(diào)參控制律設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)仿真;2013年01期

5 焦淑瑜;于海濤;李興民;;基于SRDGPS技術(shù)的艦載被動(dòng)雷達(dá)標(biāo)校[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

6 廖志剛;章衛(wèi)國(guó);劉小雄;孫勇;;基于ALQ方法的飛行姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)仿真;2012年02期

7 何湘智;吳暉;郭得廣;;某無(wú)人機(jī)側(cè)向運(yùn)動(dòng)分析與控制律設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2010年11期

8 丁力軍;丁海生;卞航;;無(wú)人機(jī)系統(tǒng)建模仿真研究及應(yīng)用[J];航空科學(xué)技術(shù);2009年01期

9 張曉毅;韋高;;基于Novatel DL-V3接收機(jī)的相對(duì)差分定位技術(shù)研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2008年04期

10 李瑩;;基于飛行仿真平臺(tái)的相關(guān)坐標(biāo)變換模型[J];沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2008年04期

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1 申宇;滑模變結(jié)構(gòu)控制中抖振的特性研究與抑制[D];西安電子科技大學(xué);2012年

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2 劉繼濤;高速直升機(jī)總體技術(shù)方案及關(guān)鍵部件研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

3 安敬蕊;海上搜尋無(wú)人機(jī)移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤[D];南京航空航天大學(xué);2014年

4 袁繼來(lái);無(wú)人機(jī)地面控制站軟件的研究與設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2013年

5 韓濤;四傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)直升機(jī)模式飛行控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

6 史頡華;小型無(wú)人駕駛飛行器自主飛行控制研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

7 李素娟;無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃及評(píng)價(jià)方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 張文斗;飛行器常規(guī)武器投放規(guī)劃冗余方法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

9 陳超;傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)過(guò)渡過(guò)程姿態(tài)控制仿真研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

10 楊力;無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2763561