本文關(guān)鍵詞：一種無(wú)人直升機(jī)飛行仿真動(dòng)力學(xué)建模與程序開(kāi)發(fā)

  更多相關(guān)文章： 共軸雙旋翼 飛行仿真 誘導(dǎo)速度 動(dòng)力學(xué)模型 OSG

【摘要】：對(duì)于無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)在軍工和民用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,并會(huì)在國(guó)內(nèi)外成為研究的重點(diǎn)內(nèi)容。其中飛行仿真在整個(gè)無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)研制過(guò)程中占有非常重要的地位,它能夠縮短研發(fā)周期、減少研發(fā)費(fèi)用、降低試飛風(fēng)險(xiǎn)等。本文主要研究的是共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)飛行仿真動(dòng)力學(xué)建模和程序開(kāi)發(fā)。共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)動(dòng)力學(xué)解算主要采用的是分部件建模方法。其中旋翼氣動(dòng)力和力矩的計(jì)算主要是通過(guò)誘導(dǎo)速度解算模型實(shí)時(shí)計(jì)算旋翼誘導(dǎo)速度,運(yùn)用槳葉揮舞方程求出槳葉揮舞角,最后通過(guò)葉素理論積分得到旋翼的氣動(dòng)力和力矩。對(duì)于機(jī)體氣動(dòng)力和力矩是通過(guò)CFD仿真得出機(jī)體的氣動(dòng)系數(shù),再考慮旋翼與機(jī)體的氣動(dòng)耦合性,最終得出機(jī)體各部分的氣動(dòng)載荷。除此之外,還需要加入起落架動(dòng)力學(xué)模型、操縱控制方法、尾推涵道模型等其他組成部分。本系統(tǒng)采用面向?qū)ο驝++編程語(yǔ)言,其中集成開(kāi)發(fā)環(huán)境為VS2010,以開(kāi)源OSG為系統(tǒng)提供視景仿真平臺(tái),采用osgEarth建立具有真實(shí)地理信息的飛行仿真地形。利用3ds Max三維建模軟件對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行構(gòu)建和材質(zhì)貼圖處理。通過(guò)操縱桿或鍵盤控制直升機(jī)的飛行仿真模擬。最后,本系統(tǒng)以動(dòng)力學(xué)模型為支撐框架,通過(guò)OSG和osgEarth對(duì)飛行仿真視景進(jìn)行渲染。實(shí)現(xiàn)了一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)飛行仿真系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】：共軸雙旋翼 飛行仿真 誘導(dǎo)速度 動(dòng)力學(xué)模型 OSG
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V275.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 主要符號(hào)表11-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究的背景與意義12
• 1.2 無(wú)人直升機(jī)研究現(xiàn)狀及技術(shù)難點(diǎn)12-16
• 1.2.1 無(wú)人直升機(jī)國(guó)外發(fā)展概況12-14
• 1.2.2 無(wú)人直升機(jī)國(guó)內(nèi)發(fā)展概況14-15
• 1.2.3 無(wú)人直升機(jī)建模過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)15-16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 無(wú)人直升機(jī)飛行仿真動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)18-38
• 2.1 概述18
• 2.2 直升機(jī)的操縱原理18-19
• 2.2.1 直升機(jī)操縱的基本概念18
• 2.2.2 直升機(jī)操縱機(jī)構(gòu)18-19
• 2.3 直升機(jī)旋翼的氣動(dòng)特性19-23
• 2.3.1 旋翼槳葉運(yùn)動(dòng)19-21
• 2.3.2 旋翼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)21
• 2.3.3 旋翼基本參數(shù)21-23
• 2.4 旋翼槳葉翼型空氣動(dòng)力學(xué)特性23-25
• 2.4.1 翼型的升力特性23
• 2.4.2 翼型的阻力特性23-24
• 2.4.3 翼型的俯仰力矩特性24-25
• 2.4.4 馬赫數(shù)和雷諾數(shù)對(duì)翼型空氣動(dòng)力學(xué)特性的影響25
• 2.5 旋翼計(jì)算的基本理論25-34
• 2.5.1 旋翼的動(dòng)量理論26-29
• 2.5.2 旋翼的葉素理論29-34
• 2.5.3 旋翼的渦流理論34
• 2.6 飛行過(guò)程中數(shù)值計(jì)算方法34-38
• 2.6.1 飛行仿真插值方法34-36
• 2.6.2 飛行仿真積分方法36-38
• 第3章 共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)飛行仿真系統(tǒng)建模38-66
• 3.1 概述38
• 3.2 飛行仿真中使用的坐標(biāo)系38-43
• 3.2.1 地球坐標(biāo)系O_E-X_EY_EZ_E38-39
• 3.2.2 地面坐標(biāo)系O_e-X_eY_eZ_e39-40
• 3.2.3 機(jī)體坐標(biāo)系O_t-X_tY_tZ_t40
• 3.2.4 機(jī)體坐標(biāo)系Ot-X_tY_tZ_t與地面坐標(biāo)系的O_e-X_eY_eZ_e的關(guān)系40-43
• 3.2.5 各組件的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系和參考坐標(biāo)系43
• 3.3 無(wú)人直升機(jī)旋翼空氣動(dòng)力學(xué)建模43-55
• 3.3.1 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換43-47
• 3.3.2 誘導(dǎo)速度解算模型47-49
• 3.3.3 槳葉揮舞運(yùn)動(dòng)方程求解49-52
• 3.3.4 旋翼的氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩52-54
• 3.3.5 共軸雙旋翼氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩54-55
• 3.4 無(wú)人直升機(jī)機(jī)身動(dòng)力學(xué)建模55-58
• 3.4.1 概述55
• 3.4.2 機(jī)身坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換55-56
• 3.4.3 機(jī)身氣動(dòng)系數(shù)56-57
• 3.4.4 機(jī)身氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩的計(jì)算57-58
• 3.5 無(wú)人直升機(jī)尾推涵道動(dòng)力學(xué)模型58
• 3.6 無(wú)人直升機(jī)起落架動(dòng)力學(xué)建模58-61
• 3.6.1 概述58
• 3.6.2 起落架力和力矩計(jì)算58-61
• 3.7 整機(jī)動(dòng)力學(xué)建模61-64
• 3.7.1 概述61
• 3.7.2 無(wú)人直升機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡解算61-64
• 3.8 共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)的控制方法64-66
• 第4章 共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)飛行仿真視景平臺(tái)66-73
• 4.1 概述66
• 4.2 基于 3DS MAX無(wú)人直升機(jī)建模66-67
• 4.3 基于OSG的三維視景平臺(tái)的搭建67-70
• 4.3.1 場(chǎng)景圖形與OSG介紹67-68
• 4.3.2 OSG的安裝和使用68-70
• 4.4 基于OSGEARTH的地形建模70-73
• 4.4.1 地形數(shù)據(jù)的制作和處理70-71
• 4.4.2 earth文件的構(gòu)建71-72
• 4.4.3 機(jī)場(chǎng)地形的渲染72-73
• 第5章 無(wú)人直升機(jī)動(dòng)力學(xué)程序開(kāi)發(fā)73-81
• 5.1 概述73
• 5.2 飛行仿真系統(tǒng)的組成和系統(tǒng)類的劃分73-75
• 5.2.1 共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)仿真系統(tǒng)組成73-74
• 5.2.2 共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)類的設(shè)計(jì)74-75
• 5.3 動(dòng)力學(xué)建模的計(jì)算流程75-76
• 5.4 操縱設(shè)備及其控鍵輸入76-77
• 5.5 飛行仿真平臺(tái)模塊構(gòu)成77-78
• 5.6 共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)仿真系統(tǒng)的展示與分析78-81
• 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-86
• 致謝86-87
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文87

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1 孫文達(dá);小型無(wú)人直升機(jī)非線性建模與控制研究[D];浙江大學(xué);2014年

2 郭建川;小型無(wú)人直升機(jī)動(dòng)態(tài)分析與非線性控制研究[D];天津大學(xué);2014年

3 黃譽(yù);無(wú)人直升機(jī)自主著艦關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：734603