一种新型矢量推力自转旋翼机的设计与建模

针对传统自转旋翼机巡航速度较低、机动性差的问题,设计一种新型矢量推力自转旋翼机.介绍新型矢量推力自转旋翼机的主要结构,对自转旋翼桨盘、矢量推力装置的原理进行了阐述和建模,并得出该机型的运动学和动力学模型.参考混合控制思路,提出一种双回路混合控制方法,并进行数值仿真.仿真结果表明:该类机型具有较好的飞行稳定性、响应速度和性能,且具有一定的鲁棒性.     

某型自转旋翼无人机半实物仿真系统

针对某型自转旋翼无人机飞行控制,设计一种半实物仿真系统。介绍半实物仿真系统功能及组成、平台总体设计,详细论述系统硬件、软件设计,并对系统进行仿真试验。结果表明,该半实物仿真系统能真实地模拟自转旋翼无人机飞行控制系统运行环境,验证飞行控制系统逻辑功能及品质,缩短此型号的自转旋翼无人机研制周期。     

无人驾驶自转旋翼机高度控制

通过对无人驾驶自转旋翼机纵向通道的数学模型和机理分析,研究了旋翼机的高度控制策略,提出了一种以俯仰姿态控制和发动机推力控制为基本控制回路的高度控制方法,实现了自转旋翼机的定高控制和高度跟随控制.通过仿真验证,所提出的无人驾驶自转旋翼机高度控制方法具有较好的高度跟随特性.     

无人自转旋翼机现状及在军事领域的应用研究

介绍了自转旋翼机的工作原理、特点、发展历程和现状,提出了开发军用无人自转旋翼机的设想,根据无人自转旋翼机的一些独有优势,对其军事用途及前景进行了探讨,并简要分析了研制无人自转旋翼机的技术途径及可行性。研究结果表明,无人自转旋翼机优势独特,具有很好的军事用途和应用前景,技术可行,发展前景广阔。     

基于侧偏修正的无人驾驶旋翼机转弯飞行控制

针对无人自转旋翼机在转弯飞行过程中,由于外界扰动而导致的飞行轨迹偏离问题,对无人自转旋翼机的转弯飞行机理和受力情况进行了分析,在此基础上,提出一种以侧偏距离和侧偏率来修正旋翼机滚转角指令和航向角速率指令的控制策略,给出了基于侧偏修正的旋翼机转弯飞行控制回路。仿真结果表明:所提方法能够使得旋翼机在转弯过程中精确跟踪预定航迹,达到预期的控制效果。     

旋翼型两栖无人机的发展现状及其在近海破障作战中的应用分析

介绍了两栖无人机的基本概念,梳理了具有代表性的四种旋翼两栖无人机的基本特点,并指出了目前旋翼型两栖无人机发展存在的问题。从障碍物探测、精确爆破以及战场评估三方面对旋翼型两栖无人机在近海破障作战中的应用进行了分析。     

倾转旋翼机模型及仿真

对倾转旋翼机动力学模型进行理论分析,运用叶素理论来建立旋翼的动力学模型和旋翼挥舞角的表达式;而机翼、机身、平尾和垂尾动力学模型的建立则采用成熟的升力线模型;对于旋翼对机体其他部分的气动干扰问题,只考虑旋翼对机翼的气动干扰;在Matlab/Simulink仿真环境中建立倾转旋翼机的仿真模型,并以XV-15倾转旋翼机为样例机,验证所建模型的合理性。     

美国高速垂直起降飞行器预研项目发展及启示

21世纪美国各军兵种和研究机构加大对高速垂直起降飞行器的研究投入,先后提出了联合多任务旋翼机(JMR)、未来垂直起降飞行器(FVL)、垂直起降试验飞机(VXP)、战术侦察节点(TERN)和海军陆战队空地特遣部队远征无人机系统(MUX)等项目。分别从项目能力需求、竞标团队及方案和最新进展等方面,介绍了各个预研项目概况和特点。详细分析了各项目的发展脉络和技术路径,提出更高的飞行速度将成为未来旋翼机的主要发展方向;倾转旋翼式和共轴双旋翼复合推进式已成高速垂直起降飞机主流构型;分布式电推进技术或成航空发展新热点。     

美国四旋翼无人机研究现状与关键技术

介绍了美国四旋翼无人机的研究现状,列举了美国一些典型的四旋翼无人机科研项目与装备,并对四旋翼无人机的关键技术及发展趋势进行了分析展望。     

多旋翼无人机在军事后勤领域中的应用及发展趋势分析

针对未来多旋翼无人机的发展趋势问题,以外军近年来在局部战争中使用的多旋翼无人机的基本参数特征为依据,并根据其作战使用情况,归纳总结了多旋翼无人机在后勤保障应用方面所具有的优缺点。根据现代化战争对后勤保障的要求,提出了未来多旋翼无人机可能的发展方向。总结了新型能源或供能技术、抗电子干扰技术、人工智能技术以及军民融合化生产技术都将是军事后勤领域多旋翼无人机发展的重点研究方向。     

微小型旋翼无人机总体设计与实现

主要讨论了一种微小型旋翼无人机的设计、制造与试飞验证。在研究涵道风扇式与"单旋翼+气动面"布局的微小型旋翼无人机特点的基础上,提出了微小型旋翼无人机总体设计方案。利用计算流体力学软件Fluent完成了该微型无人机气动面的设计;利用微机电系统惯性测量组件以及地面控制系统完成了该无人机的控制系统设计。微小型旋翼无人机完成了系绳试飞和自由试飞。证明了该微型无人机具有自主悬停能力,并且验证了设计方案的正确性和合理性。     

无人旋翼机自主滑行起飞建模与控制

分析自转旋翼机不同于直升机的特点及起飞方式,以及某无人旋翼机滑跑起飞近地受力约束,提出一种自主起飞控制策略。根据每个阶段的运动特性,建立了无人旋翼机地面纵向动力学模型,引入地面支反力作为反馈控制信号确保离地瞬时纵横向力和力矩平衡,使无人旋翼机离地失去地面支反力约束后能够平稳爬升,并利用姿态和滑移反馈抑制无人旋翼机起飞过程中姿态变化和侧向滑移。该方案在某无人旋翼机试飞试验中被成功应用,降低了触地倾翻风险,实现了安全平稳起飞,说明了该方案的有效性。     

自转旋翼式陆空车辆跳飞性能计算

陆空车辆采用自转旋翼提供升力,尾部螺旋桨提供水平推进力的飞行方案,研究该型陆空车辆跳跃式起飞时的旋翼气动特性和飞行动力学特性,为设计具有垂直起降或者超短距起降的陆空车辆提供理论支持和分析计算方法.针对重型陆空车辆的自转旋翼提出了传统预旋结合高速储能飞轮的复合式跳飞方案,采用叶素理论分析自转旋翼桨叶的气动特性,采用数值积分对跳飞性能进行了研究,研究结果对比国内外文献,表明这种新型的复合式方法对跳飞的性能提高明显.     

基于多旋翼无人机视觉惯性里程计的设计与实现

针对GNSS 信号受到干扰或在拒止环境下,多旋翼无人机的导航定位问题,设计一种多旋翼无人机视觉 惯性里程计系统。介绍系统的总体设计方案、硬件选型与设计、软件系统搭建、通信协议规定以及算法设计思路。 实验验证结果表明：该系统可以实际运行在多旋翼无人机上,当GNSS 信号不可用时,仍可向飞控实时提供多旋翼 无人机当前可用位姿,为多旋翼无人机视觉辅助导航设计提供参考。     

多旋翼无人机单目V-SLAM研究综述

视觉同时定位与地图构建(V-SLAM)方法是保证多旋翼无人机在环境先验信息未知情况下正常工作的有效途径,对于多旋翼无人机的定位、导航和路径规划等具有重要意义。针对多旋翼无人机V-SLAM方法的国内外最新研究成果进行综述。首先,在简述V-SLAM分类及发展历程的基础上,综述了国内外具有代表性的基于滤波、基于优化、基于直接法及融合IMU数据的单目V-SLAM系统核心思想及特点;然后,分析了单目V-SLAM系统应用于多旋翼无人机的可行性,介绍了国内外若干从事多旋翼无人机单目V-SLAM研究的团队及其主要研究成果;最后,讨论了近年来V-SLAM的研究热点和发展趋势。     

倾转旋翼无人机模态转换控制

对小型倾转旋翼无人机模态转换全过程中的飞行控制技术进行了研究。首先,介绍了一种倾转旋翼无人机模型,并提出了一套适用于模态转换全过程的模态转换策略。建立了该倾转旋翼无人机的纵向模型并进行了配平分析,获得其模态转换全过程的"转换路径",给出了高度与空速的控制结构,并设计了模态转换控制律。最后,对倾转旋翼无人机模态转换全过程进行全数字仿真,结果表明,该倾转旋翼无人机在模态转换过程中高度与空速实现了良好的跟踪,整个模态转换过程平稳、安全。     

多旋翼无人机的续航优化

针对制约多旋翼无人机发展的续航问题,设计一种多旋翼无人机续航优化方法。分析几种影响多旋翼无 人机续航的常见因素,给出对续航时间的估算方法,结合目前已有的多旋翼无人机进行整体方案的续航提升,并利 用控制变量法进行实验验证。结果表明,该方法可有效提高无人机的续航能力。     

会飞的“竹蜻蜓”——“彩虹”新型无人自转旋翼机

正很多人儿时的记忆里,常常浮现"竹蜻蜓"在空中旋转飞舞的影子,每个人都怀揣着像"竹蜻蜓"一样飞翔的梦。如今,一群执著梦想、敢于创新的年轻团队,将一只大大的"竹蜻蜓"放飞,也放飞了他们的梦想!这只大大的"竹蜻蜓"就是"彩虹"新型无人自转旋翼机。近日,该机圆满完成了首次全自主飞行试验,在国际上也是大型自转旋翼机完全自主起降及空中飞行的首次试验(题图)。     

四旋翼无人机特种弹药悬停发射动力学研究

以某挂载多管发射器的小型四旋翼无人机为研究对象,为研究特种弹药发射对四旋翼无人机飞行稳定性造成的影响,建立了特种弹药发射内弹道模型,通过内弹道编程计算获得了该发射器发射某特种弹药产生的后坐冲量.基于牛顿-欧拉方程建立了无人机及多管发射器的六自由度动力学模型,通过Simulink建模计算,获得了四旋翼无人机及多管发射器的...     

基于参数估计的四旋翼无人机自适应鲁棒路径跟随控制器

为提高四旋翼无人机的路径跟随精度和飞行鲁棒性,提出一种基于参数估计的四旋翼无人机自适应鲁棒路径跟随控制器。该控制器能够自适应估计无人机模型中的陀螺效应因子和风阻系数,利用估计值补偿系统的控制输入,设计抗干扰项抵消外界环境的负面影响,提高了四旋翼无人机的路径跟随性能和抗干扰能力。建立四旋翼无人机的非线性力学模型,将无人机的路径跟随目标划分为姿态角目标和运动位置目标。利用反步滑模方法和自适应控制方法设计无人机的控制输入方程和估计值更新律。根据Lyapunov方法验证无人机姿态系统和运动位置系统的渐进稳定性。仿真实验和样机实验结果验证了所提控制器的有效性与优越性。