Analysis of 1/2 sub-harmonic resonance in a maneuvering rotor system

This paper focuses on the 1/2 sub-harmonic resonance of an aircraft’s rotor system under hovering flight that can be modeled as a maneuver load G in the equations of motion.The effect on the rotor system is analyzed by using theoretical methods.It is shown that the sub-harmonic resonance may occur due to maneuvering flight conditions.The larger the eccentricity E and the maneuver load G,the greater the sub-harmonic resonance.The effects of nonlinear stiffness,damping of the system,maneuver load,and eccentricity on the sub-harmonic resonance region in parameter planes are also investigated.Bifurcation diagrams of the analytical solutions are in good agreement with that of the numerical simulation solutions.These results will contribute to the understanding of the nonlinear dynamic behaviors of maneuvering rotor systems.     

基于单目视觉的微型空中机器人自主悬停控制

针对微型空中机器人在室内环境下无法借助外部定位系统实现自主悬停的问题,提出一种基于单目视觉的自主悬停控制方法.采用一种四成分特征点描述符和一个多级筛选器进行特征点跟踪.根据单目视觉运动学估计机器人水平位置;根据低雷诺数下的空气阻力估计机器人飞行速度;结合位置和速度信息对机器人进行悬停控制.实验结果验证了该方法的有效性.     

涵道式无人机的悬停姿态控制与运动稳定性分析

进行了涵道式无人机的运动稳定性分析,指出无人机在悬停状态下受近地空间、气流颠簸和荷兰滚的影响,导致系统极易出现抖动甚至失控,而优化飞行器的结构参数对于提高飞行器运动稳定性具有重要意义.基于这种分析,从机械结构设计出发,通过Lyapunov指数方法建立飞行器结构参数与系统运动稳定性之间的量化关系,以此指导系统的机械结构设计及控制系统优化,为提高系统执行飞行任务的可靠性和稳定性奠定理论基础.该方法与Lyapunov直接法相比最大的优点是其可构建性,从而为分析其他机器人等非线性系统的运动稳定性提供了一种简单有效的工具.     

Flight force production by flapping insect wings in inclined stroke plane kinematics

The unsteady flow structure and the time-varying aerodynamic forces acting on a 2D dragonfly model wing are studied by numerically solving the Navier-Stokes equations. The incompressible Navier-Stokes equations are discretized and solved on a non-body confirming Cartesian grid; the concept of immersed boundary method is made use of to impose the no-slip boundary condition on the surface of the wing. The objective of the present study is to investigate the influence of the following kinematic parameters on the flight performance of inclined stroke plane hovering: Reynolds number (Re), stroke amplitude, wing rotational timing and rotational duration. While the effects of the above mentioned parameters on the stroke averaged force coefficients are the same in both horizontal and inclined stroke plane motions, the spatiotemporal dynamics of vorticity which produce the effects are entirely different. Our results also indicate that the drag mechanism proposed for tiny insects does not seem to augment the vertical force generation in inclined stroke plane motion.     

基于Hough变换改进的悬停直升机检测方法

基于Hough变换的悬停直升机常规检测方法,要求直升机主旋翼多个扫描周期的回波经过排列后严格位于同一直线上,而实际中直升机主旋翼旋转频率存在抖动,不能满足这一条件。文中通过对主旋翼旋转频率抖动的分析和建模,提出了一种改进的悬停直升机Hough变换检测方法。理论分析和仿真实验表明,该方法相对改进前的方法可以有效克服直升机主旋翼旋转频率抖动对检测性能的影响。     

半转翼悬停和前进飞行升力估算方法

在分析半转翼运动模型和翼面气流特点的基础上,建立了悬停和前进两种飞行状态下的半转翼升力计算模型。根据半转翼的运动特性,推导出适合半转翼运动的升力计算解析表达式。结合半转翼样机参数,应用导出的理论公式和基于CFD软件的数值仿真模型,分别计算不同飞行条件下半转翼的升力,获得半转翼悬停和前进两种飞行状态下升力变化规律。理论计算与数值仿真所得升力曲线的对比验证了升力估算解析法的有效性和可行性。研究结果可为半转翼飞行器的参数设计与升力预估提供理论指导。     

近水面悬停远航程AUV受波浪的影响

远航程自主水下航行器(简称:AUV)在水下航行一定的距离后需要上浮到近水面悬停进行GPS导航定位,而在近水面AUV受波浪的影响不能忽略,因此有必要研究AUV在近水面悬停时受波浪的影响。在建立AUV六自由度运动数学模型的基础上,基于二元规则波的波浪理论建立了AUV所受波浪力的计算模型,并仿真计算了AUV在近水面悬停时受海洋波浪力的影响。结果表明AUV在2级和4级海况下都可以稳定地完成在近水面悬停作业的任务。     

四旋翼飞行器悬停建模及控制

四旋翼飞行器是近几年发展起来的具有低功耗、高机动性的一种无人机,具有较高的军用及民用价值.四旋翼飞行器悬停的控制模型可近似为一个线性定常欠驱强耦合系统.通过建模得出的状态空间表达式的状态矩阵A的特征值存在正实部,是一个不稳定系统.由于系统的不稳定利用二次型最优控制对系统进行镇定,同时得到悬停状态下某一虚拟能量指标达到最小值时的二次型最优控制.利用Matlab对系统进行分析及二次型最优控制相关参数的优化.     

求解流水车间调度问题的混合粒子群算法

本文提出了一种混合的元启发式方法HDCPSO用于求解置换流水车间调度问题中的最小化完成时间.该算法将粒子群算法和迭代贪心算法(Iterative Greedy,IG)相结合,利用IG算法中的作业毁坏(Destruction)和构造(Construction)操作来对粒子进行变异,降低群体发生早熟的可能.引入了个体徘徊概...     

舰尾流随高扰动模型对直升机着舰悬停控制的影响研究

大海况下存在的复杂舰尾流严重影响直升机着舰时的飞行姿态,针对常规舰尾流模型仅适用于研究直升机纵向运动受干扰的问题,在美军标MIL-F-8785C描述的舰尾流模型基础上,提出增加随高度变化的垂向扰动分量,建立舰尾流随高扰动模型,以便切合实际地反映垂向干扰的作用强度;将该模型引入直升机着舰悬停系统后,针对传统PID控制对高度保持和位置控制效果不佳的问题,提出基于前馈补偿的改进PID控制;对比仿真结果表明,所提控制方法抗舰尾流干扰性强,具有良好的鲁棒性,控制精度优于传统的PID控制,实现了舰尾流干扰下直升机着舰悬停的稳定控制,有效提高了着舰飞行的安全性。