發(fā)布時間：2021-08-15 22:02

　　傾轉(zhuǎn)旋翼無人飛行器相當于固定翼無人飛行器和四旋翼無人飛行器的結(jié)合體。在不同飛行狀態(tài)使用不同的動力系統(tǒng),既可以垂直起降也可以高速平飛,與直升機和固定翼、四旋翼飛行器相比在機動性、飛行速度、執(zhí)行任務效率上具有極大優(yōu)勢,在民用和軍用領域應用前景廣闊。本文主要對傾轉(zhuǎn)旋翼無人飛行器飛行控制器進行研究和設計,建立飛行控制器的Matlab/Simulink仿真模型并進行仿真研究。主要研究內(nèi)容如下:（1）飛行器空氣動力學建模。分析飛行器各部件組成及相互影響關(guān)系,選擇適當?shù)目刂茀?shù),盡量克服固定翼與四旋翼、機身間的相互干擾,分析不同飛行狀態(tài)下固定翼阻力,通過線性擬合的方法研究四旋翼轉(zhuǎn)速與升力間的關(guān)系,建立飛行器各部分空氣動力學模型;（2）不同飛行模式下飛行控制算法研究。根據(jù)建立的空氣動力學模型,對飛行穩(wěn)定性展開研究,設計飛行器直升、過渡、平飛三種模式下串級PID飛行控制算法,通過在Matlab/Simulink仿真實驗,驗證了三種模式下的飛行控制算法的可行性;（3）飛行器控制系統(tǒng)設計。根據(jù)設計的飛行器三種模式下的飛行控制算法,依據(jù)仿真結(jié)果及相關(guān)參數(shù)進行飛行器的硬件系統(tǒng)選型和軟硬件設計,并通過飛行實驗驗證... 

【文章來源】：西安建筑科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

飛行器執(zhí)行任務圖

西安建筑科技大學碩士學位論文4隊或者88964N的物體，空機重量達147410N，在1999年被美國應用在海軍作戰(zhàn)。如圖1.2（b）所示。（a）（b）圖1.2國外的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器2003年貝爾公司研制出外觀及參數(shù)與XV-15相似的民用傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器BA-609，BA-609可最大承載71171N的重量，旋翼半徑為7.9米。美國的兩款傾轉(zhuǎn)旋翼無人飛行器和可變旋翼飛行器[10]以及�！郫B旋翼[11]的飛行器也在研制當中。希臘派圖拉斯大學在2013年針對日本千葉大學的傾轉(zhuǎn)旋翼無人機模型，提出基于分階段建模預測對無人機過渡階段實現(xiàn)控制[12]。這種建模方法的輸入量是飛行器的四個旋轉(zhuǎn)旋翼轉(zhuǎn)速，分析中忽略掉尾翼和副翼對飛行器飛行狀態(tài)的影響。飛行器飛行中不同的轉(zhuǎn)角可以建立不同的數(shù)學模型，各個不同轉(zhuǎn)角模型最終獲得飛行器的全局非線性模型，根據(jù)傾轉(zhuǎn)旋翼無人飛行器不同轉(zhuǎn)角階段非線性模型進行分析，運用模型狀態(tài)預測的方法可對飛行器下一階段的飛行狀態(tài)預測。HQ-20和HQ-50組成如圖1.3所示。（a）（b）圖1.3HQ-20和HQ-50組成2016年美國LatitudeEngineeringLLC.公司研制HQ-20和HQ-50兩種傾轉(zhuǎn)旋翼無人飛行器，如圖1.3（a）和1.3（b）所示，HQ-20機身由碳纖維材料、工程塑料以及輕木材料等多種材料組成，機身重11kg，平飛模式速度最快為74km/h，

HQ-20和HQ-50組成

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]艦載無人機橫側(cè)向著艦控制律設計[J]. 張楊,吳文海,汪杰.  航空學報. 2017(S1)
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[9]傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的建模和操縱分配策略[J]. 夏青元,徐錦法,金開保.  航空動力學報. 2013(09)
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碩士論文
[1]傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器建模及仿真研究[D]. 張友偉.沈陽航空航天大學 2018
[2]輕型固定翼飛機飛行仿真建模與系統(tǒng)開發(fā)[D]. 郭大鵬.沈陽航空航天大學 2018
[3]傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器飛控系統(tǒng)設計[D]. 黃凱.南京航空航天大學 2018
[4]基于傾轉(zhuǎn)翼飛機垂直起降階段的姿態(tài)控制研究[D]. 江穩(wěn).南昌航空大學 2017
[5]無人共軸傾轉(zhuǎn)旋翼飛翼機飛行動力學建模與控制研究[D]. 寧承威.南京航空航天大學 2015
[6]無人傾轉(zhuǎn)旋翼機飛行力學建模與姿態(tài)控制技術(shù)研究[D]. 沙虹偉.南京航空航天大學 2007
[7]傾轉(zhuǎn)旋翼飛機過渡模式動力學建模與控制研究[D]. 朱源.南京航空航天大學 2005



本文編號：3345013