自旋翼无人机着陆段纵向控制策略研究

自旋翼无人机是一种以旋翼自转提供升力、螺旋桨推力提供前进动力的旋翼类无人机。以某型自旋翼无人机为研究对象,针对其着陆过程中纵向通道强耦合的控制难点,开展着陆段纵向控制策略的研究。介绍对象旋翼机的机体构型,基于其飞行特性,设计桨盘控速、油门控高的方法,解决陡下滑段速度、高度通道的同步控制问题;设计下沉率反馈的闭环策略,解决浅下滑段姿态与速度的协调控制问题。通过仿真和飞行试验,验证所设计控制策略的合理性和可靠性。     

多旋翼无人机在变控制量下的三轴磁罗盘校正

为了在特殊环境下有效使用多旋翼无人机飞行器的磁罗盘,研究了大电流、控制量变化情况下磁罗盘的校正问题,提出了一种磁罗盘自适应校准方法。推导了磁罗盘误差的变化规律并建立了误差模型,分析了硬磁误差随控制量变化的规律,进而提出了一种基于整体最小二乘法的空间直线拟合方法。通过空间直线拟合,将得到的控制量和硬磁补偿的对应关系用于实时调整对空间飞行器的硬磁补偿,最终解决了控制量变化对磁罗盘的影响。进行了实验验证,结果表明:提出的方法可将飞行器控制量变化带来的磁罗盘硬磁误差基本抵消;在实际飞行中,多旋翼无人飞行器的偏航误差可由最大的15°减小到3°以内。本文所给出的方法在控制量变化,大电流情况下使用时,可以很好地校正磁罗盘航向角误差,提高导航精度。     

筒式发射折叠微型多旋翼无人机设计

为了解决多旋翼在狭小筒内存放和发射飞行,借鉴炮射无人机原理进行优化和改造。通过机构及电路设计解决无人机的折叠机构和收纳装置,在质量增加不多的情况下,实现折叠和收纳无人机,并可以快捷释放,具有快速布署能力。实验验证了微型多旋翼无人机桶内折叠及展开FPV飞行,载荷的模块化设计变化及投送,同时进行多机的结构设计,对协同、集群飞行和低载荷、高机动的军事无人机具有一定的现实意义。     

多旋翼无人机标准化机体设计方法研究

多旋翼无人机具有结构简单、可维护性强、无人员伤亡的优点,可广泛应用于航拍摄影、环境检测等领域,具有巨大的产业化前景。但多数科研机构大都注重飞行控制理论方面的研究,缺乏对机体设计的探讨,而这正是实现多旋翼无人机产业化的基础。从一个具体的设计实例出发,提出小型多旋翼无人机的标准化机体设计方法。然后通过对飞行控制系统的设计,实现多旋翼无人机的稳定飞行。飞行实验结果表明,设计的多旋翼无人机具有良好的稳定性能,从而验证机体设计和飞行控制方法的可行性。     

石化管道巡检的多旋翼无人机云台的设计

针对石化管道巡检无人机所搭载的云台在强度刚度、结构稳定性等方面要求高的问题,设计了一种以多旋翼无人机为平台的三轴云台。根据工况要求设计了无人机的机体,同时对云台的结构组成、结构设计、材料选择、所受载荷等方面进行分析,运用UG NX软件的高级仿真模块建立了云台的有限元模型,解算该模型,分析静力学应力应变及动力学四阶模态振型。为验证设计,制作了云台样机,并挂载在无人机上进行测试。结果表明:该云台在强度刚度、减振性能上满足系统稳定性要求,设计合理可行。     

多旋翼无人机振动传递路径分析

为了确定多旋翼无人机每个振动传递路径对多旋翼无人机传感器振动的贡献量,运用振动传递路径分析方法,基于CAE技术建立了多旋翼无人机振动的结构传递路径有限元分析模型。通过Ansys的谐响分析,获得多旋翼无人机机身的振动响应以及振源对于响应点的频响函数,可以计算得到多旋翼无人机Z方向振动贡献最大。从传递路径的角度找出了对传感器振动起主导作用的环节,通过控制这些环节,有针对的采取减振措施,可以改观多旋翼无人机传感器的振动问题。     

多旋翼无人机快速设计方法与工程应用

为了快速对多旋翼无人机性能进行准确计算,提出了一种基于动力系统匹配的多旋翼无人机快速设计方法,自主推导计算公式并在MATLAB/Simulink下建立计算模型,并通过多旋翼机型进行了准确性的验证。该方法主要包括动力系统匹配、整机质量精确计算、悬停时间计算等,可以有效解决多旋翼结构设计迭代时间长的问题。目前,基于该方法已完成ZW-H880,ZW-Q1100,ZW-H1200三款机型设计,3款机型整机质量计算误差约为6.7%,航时计算误差约为4.9%,3款无人机平台已广泛应用于电力、林业及道路监测等领域。     

基于多旋翼无人机的系留照明系统研究

针对目前常规应急照明灯体型庞大沉重、照射角度固定等技术问题,提出基于多旋翼无人机的系留照明系统的研究,并设计出主要结构框架和主要控制步骤。该系统利用驱动电机的功重比技术、高压供变电技术、系留复合光纤电缆技术、旋翼平台气动力技术、信号远程传输技术等,将常规应急照明灯和传统系留多旋翼无人机结合并进行改进,从而解决特殊环境下的应急照明问题,极大地降低了夜间抢修作业的安全风险,保障了工程进度,从而达到快速复电的目的。     

基于多旋翼无人机的正交式风压矢量分解测风法

针对多旋翼无人机平台上的测风设备会受到旋翼扰流干扰的问题,基于伯努利方程提出了一种适用于多旋翼无人机的利用正交式风压矢量分解反演风速风向的算法,并通过设计感压腔的布局与结构进一步降低了旋翼扰流的影响。利用Space claim和Meshing软件建立测风模型,通过Fluent软件改变流场内气流的速度与方向,对该测风法在不同流场中进行了仿真研究。在实际测量中,当风速高于2 m/s时正交式风压矢量分解测风法的测风速误差均保持在10%以内,证明了该法可以有效降低旋翼扰流对测风的干扰,实现高精度测风。     

共轴式直升机双旋翼系统的多体动力学模型

建立了共轴式直升机双旋翼系统结构的多体动力学模型,该细节模型包括旋翼轴内轴与外轴、桨毂、双旋翼、操纵杆、自动倾斜器、驱动器和固定支架等所有关键部件,经过分析计算,得到了关键部件与旋翼系统结构运动耦合的的动力学特性.与台架运转振动测试的结果进行对比发现,误差基本都在5％以内,验证了这种基于多体动力学的分析方法在共轴式直升机复杂系统结构动力学设计中应用的可行性.     

多旋翼无人机自适应DUKF姿态估计算法

为解决存在外部加速度和外部电磁场干扰的多旋翼无人机姿态估计问题,首先以四元数为参数建立姿态估计模型,然后使用一种解算精度高、计算量较小的衍生无迹卡尔曼滤波算法(DUKF),在量测更新阶段引入根据残差构造加速度计和磁力计的噪声协方差的自适应策略,提出一种基于DUKF的多旋翼无人机自适应姿态估计算法.通过使用PIX-HAW...     

基于IMX6UL核心板的多旋翼无人机通用接口的设计与实现

通过分析现今无人机载荷的使用状况及需求,描述了一种可用于多旋翼无人机与多种载荷之间连接的通用接口,分析了无人机载荷及接口技术现状,给出了相应的设计目标、主要功能、组成结构和基于IMX6UL核心板的通用接口电路模型。该接口适用于多载荷协同工作的复杂多旋翼无人机或需更换不同载荷进行工作的多旋翼无人机,在多项旋翼无人机的民用领域具有良好的应用前景。     

微型多旋翼无人机遥感技术在露天煤矿开采期水土保持监督性监测中的应用

将微型多旋翼无人机遥感技术应用到露天煤矿开采期项目水土保持监督性监测中,辅助完成防治责任范围变化情况、地表扰动变化情况、措施面积及工程形象进度情况、零星堆渣体变化情况、弃渣场两期方量变化情况等水土保持监督性监测工作,大幅度增强监测工作效率、提高监测成果质量,有效降低监测人员工作强度,总结出一套能有效提高微型多旋翼无人机遥感成果质量的工作流程。     

浅析多旋翼无人机巡检在云南电网500kV输电线路中的应用

鉴于电力线路巡检的重要性,介绍了云南电网公司多旋翼无人机及多旋翼无人机巡检的分类情况,分析了多旋翼无人机系统及装备在云南电网500 k V输电线路巡检中的应用优势,确保了高压输电线路的安全稳定运行。     

变直径倾转旋翼设计研究

变直径倾转旋翼是倾转旋翼的新概念,本研究是国内首次开展的变直径倾转旋翼方面的基础研究。基于改进的叶素-动量理论建立了倾转旋翼机的气动特性分析模型,用于分析旋翼直径变化对其气动特性的影响规律及气动载荷的计算;研究设计了变直径倾转旋翼原理样机,利用虚拟样机技术建立了变直径倾转旋翼多体动力学模型并在此基础上对变直径倾转旋翼的运动学、动力学特性进行了仿真研究,以对原理样机结构设计进行指导和修正以给出合理的模型结构。最后试验的成功验证了结构设计的合理性,为进一步开展变直径倾转旋翼的研究提供了可靠的模型。     

城市多旋翼飞行汽车的对接锁紧装置设计

分体式城市多旋翼是一种缓解城市交通拥挤、港口运输不便的飞行汽车,其关键技术之一是飞行单元与箱体单元、箱体单元与底座单元间的对接技术.设计了一种针对多旋翼的对接锁紧装置,满足目标对接的可靠性、冗余度、精度等指标性和功能性要求.以对接锁紧装置的三维实体模型为基础,详细地叙述了对接锁紧装置的工作过程、原理及电机的选型,运用A...     

折叠翼无人机集群发射装置设计与仿真

为了充分发挥无人机集群作战的优势,能够在复杂环境和多样任务下快速、可靠地完成无人机集群发射任务,设计了一种折叠翼无人机集群发射装置。首先通过分析无人机发射过程主要性能指标,进行群发原理研究及装置总体布置。以发射技术指标作为输入,确定装置的动力匹配方案,基于几何学和运动学关系完成各机构的详细设计,利用偏心块组件和间歇机构的协调配合,将电机的动力分时分段传输给发射机构和输送机构,储能弹簧循环弹射无人机。最后利用LMS Virtual.Lab软件进行多体动力学建模仿真,仿真结果表明：电机功率、无人机发射速度和发射频率满足设计要求,设计方案具有可行性。