本文以一種新型的可垂直起降固定翼飛機(jī)為研究對(duì)象,以豎直方向的無(wú)人機(jī)受約束飛行航跡規(guī)劃為研究?jī)?nèi)容。設(shè)計(jì)的新型可垂直起降固定翼飛機(jī)具有直升機(jī)垂直起飛、垂直降落、空中懸停的能力和固定翼飛機(jī)高空水平飛行的特點(diǎn)。首先設(shè)計(jì)了新型飛機(jī)的整體結(jié)構(gòu)布局,確定了飛機(jī)的幾何參數(shù)、慣性參數(shù)、氣動(dòng)參數(shù),并將涵道風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)作為無(wú)人機(jī)的推力裝置。從最優(yōu)控制理論出發(fā),討論了將航跡規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)換成單目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)控制問(wèn)題的可行性。然后介紹了求解最優(yōu)控制問(wèn)題的直接算法Legendre偽譜法,將連續(xù)最優(yōu)控制問(wèn)題插值離散成非線性規(guī)劃問(wèn)題。進(jìn)而利用Tomlab優(yōu)化工具對(duì)航跡規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值求解。飛機(jī)的數(shù)學(xué)建模階段充分考慮了重力、推力和推力力矩、空氣動(dòng)力和力矩以及作用在尾舵上的空氣動(dòng)力、力矩對(duì)飛行運(yùn)動(dòng)的影響。根據(jù)牽連運(yùn)動(dòng),得到無(wú)人機(jī)的質(zhì)心運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)運(yùn)動(dòng)方程,進(jìn)而求解出無(wú)人機(jī)六自由度運(yùn)動(dòng)方程的矩陣表達(dá)形式。最后,設(shè)計(jì)了飛機(jī)整體飛行參考航跡,將飛機(jī)的飛行過(guò)程分解為起飛爬升段、平飛段、下滑反拉懸停段和垂直下降段。建立了關(guān)于能量最優(yōu)或距離最優(yōu)的目標(biāo)函數(shù),在狀態(tài)約束、初末值約束、控制約束下,以飛機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程為控制對(duì)象,采用Legen...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1XFV-1高蹺

垂直起降飛機(jī)的誕生，提高了傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)的性能。不僅在軍事方面，可垂直無(wú)人機(jī)在民用領(lǐng)域也得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用[1],[2]。分析國(guó)內(nèi)外可垂直起降無(wú)技術(shù)、科學(xué)的產(chǎn)業(yè)布局和管理制度，順應(yīng)創(chuàng)新精神能創(chuàng)造美好未來(lái)的時(shí)代潮展對(duì)新型可垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)的探討，能對(duì)我國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生意義。....

圖1.2XFY-1垂直起降飛機(jī)的概念由德國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)末期率先提出

垂直起降飛機(jī)的誕生，提高了傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)的性能。不僅在軍事方面，可垂直無(wú)人機(jī)在民用領(lǐng)域也得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用[1],[2]。分析國(guó)內(nèi)外可垂直起降無(wú)技術(shù)、科學(xué)的產(chǎn)業(yè)布局和管理制度，順應(yīng)創(chuàng)新精神能創(chuàng)造美好未來(lái)的時(shí)代潮展對(duì)新型可垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)的探討，能對(duì)我國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生意義。....

圖1.4魚(yú)鷹V-22

落過(guò)程中的安全問(wèn)題得不到保障，另外受限于當(dāng)時(shí)技術(shù)，動(dòng)力的提供問(wèn)題不能得到解決最后停產(chǎn)了此類機(jī)型[2]�？纱怪逼鸾倒潭ㄒ盹w機(jī)設(shè)計(jì)復(fù)雜度高和控制難度系數(shù)大等缺點(diǎn)使其在60年代后發(fā)展緩慢[4]，但是它結(jié)合了直升機(jī)和固定翼飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，功能性更全可使用范圍更廣。盡管由于種種原因使人們付....

圖1.5殲-18戰(zhàn)機(jī)

沈陽(yáng)航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文發(fā)動(dòng)機(jī)與部分機(jī)翼一起傾轉(zhuǎn)的技術(shù)，并將這種技術(shù)應(yīng)用于垂直起降無(wú)人機(jī)的開(kāi)發(fā)中[34]。同樣仿照美國(guó)飛機(jī)的布局構(gòu)造，日本也在傾轉(zhuǎn)四螺旋槳無(wú)人飛行器領(lǐng)域中做了許多工作[35]。雖然其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和美國(guó)的X-19類似，但日本采取的是螺旋槳與機(jī)翼一起傾轉(zhuǎn)的布局方式....

本文編號(hào)：3979098