隨著無人機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,無人機(jī)在軍民領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,具備較大的市場規(guī)模。在無人機(jī)的應(yīng)用過程中,發(fā)射階段是最困難、最關(guān)鍵的階段之一,直接影響無人機(jī)的作戰(zhàn)靈活性和生存能力等戰(zhàn)技指標(biāo)和使用要求。目前國內(nèi)外采用車載起飛的無人機(jī)重量均不超過50kg,這表明對于100kg級無人機(jī)采用車載起飛具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度。但車載起飛具有明顯的優(yōu)點(diǎn),能夠大幅降低無人機(jī)全壽命周期的使用和訓(xùn)練成本,提高無人機(jī)對使用環(huán)境的適應(yīng)能力,受到眾多用戶的喜愛,本文以實(shí)現(xiàn)100kg級無人機(jī)車載起飛為研究目標(biāo)。通過研究無人機(jī)車載起飛基本原理,確定系統(tǒng)架構(gòu)。通過建模和仿真分析,研究了地面不平度、風(fēng)載等環(huán)境因素對車載起飛的影響。根據(jù)無人機(jī)和起飛車的限制條件,以及環(huán)境因素的影響,開展車載起飛系統(tǒng)設(shè)計。采用大扭矩舵機(jī)驅(qū)動連桿機(jī)構(gòu),保證了無人機(jī)在復(fù)雜多變的環(huán)境下,安全可靠的固定,釋放同步性達(dá)到了50ms以內(nèi)。通過仿真和試驗(yàn),研究確定了影響無人機(jī)起飛安全的關(guān)鍵參數(shù)如升力、俯仰力矩和橫滾力矩等的合力范圍,得出了無人機(jī)車載起飛安全釋放的條件,形成了多變量復(fù)合釋放判據(jù)。通過4個豎直傳感器和1個水平傳感器建立五點(diǎn)四自由度組合測量系統(tǒng),采用滑動平均值法進(jìn)行濾波,解決了振動環(huán)境下無人機(jī)的參數(shù)測量。研究車載起飛監(jiān)控軟件,實(shí)時接收GPS數(shù)據(jù)以及AD采集器測力數(shù)據(jù),通過運(yùn)動方程解算,給出無人機(jī)安全放飛提示。開展了多項(xiàng)設(shè)計性試驗(yàn)和驗(yàn)證性試驗(yàn),不斷改進(jìn)設(shè)計,摸清了車載起飛系統(tǒng)的性能和關(guān)鍵參數(shù)。開展了多種重量的無人機(jī)試飛驗(yàn)證工作。本文研發(fā)了一套大載荷四點(diǎn)定位鎖緊、同步快速釋放機(jī)構(gòu),解決了在振動、風(fēng)力等復(fù)雜環(huán)境下可靠固定,同步快速釋放等技術(shù)難點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了釋放時間控制在140ms以內(nèi),釋放同步性控制在50ms以內(nèi);定義了無人機(jī)車載起飛多變量復(fù)合釋放判據(jù),并研發(fā)相應(yīng)的控制軟件,使其具備良好的魯棒特性,實(shí)現(xiàn)了100kg級無人機(jī)的車載起飛,突破了無人機(jī)車載起飛的重量等級。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V279
【部分圖文】：

起飛車運(yùn)動軌跡圖

車載起飛動力學(xué)仿真

高度變化對比圖
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本文編號：2865903