小型旋翼无人机建模及航线控制研究

航线跟踪精度是无人机飞行性能的重要指标,针对小型旋翼无人机航线控制问题,在姿态控制的基础上采用PID控制算法实现对预设航线的跟踪.以中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所研究人员搭建的轴距410 mm的小型四旋翼无人机平台为研究对象,通过牛顿-欧拉法建立了小型四旋翼无人机非线性动力学模型.使用MATLAB/SIM...     

可变形倾转四旋翼无人机设计与飞行验证

随着无人机平台技术的发展,新构型无人机设计成为国内外研究的热点。针对四旋翼无人机欠驱动、航时短等问题,提出了一种新型具有自适应折叠机翼的倾转四旋翼无人机平台设计方法。首先,介绍了当前国内外小型垂直起降无人机的研究进展;其次,详细介绍了该型无人机的总体和结构设计;然后,基于牛顿-欧拉法和典型的级联反馈控制方法对该无人平台开展建模和控制方法研究,并基于计算流体力学方法模拟和分析了该无人机的气动特性。最后,通过搭建原理样机、开展飞行试验,验证了该型无人机作为一种新型快速垂直起降平台的可行性和优势。结果表明,该平台的最大飞行速度和航时分别可达36 m/s与25 min。提出的设计方法对未来的新型垂直起降无人机设计具有借鉴意义。     

系留多旋翼无人机及其军事应用

为解决多旋翼无人机无法长时留空的问题,可以通过系留综合缆绳将多旋翼无人机和地面站组合起来,构成一种新型无人机系统——系留多旋翼无人机。本文梳理了多旋翼无人机的发展历程,采取对比分析的方法总结了系留多旋翼无人机的系统组成和应用特点,对多旋翼无人机在战术通信保障、军事侦察监控、电子干扰与防护3个方面的军事应用前景进行了分析。     

悬索桥在静风荷载作用下的非线性计算分析

为了防止悬索桥在风荷载作用下产生过大变形甚至发生失稳,有必要对其进行非线性计算分析,以确定结构主要构件在风荷载作用下的变形特点,并判断其静风稳定性是否满足要求。以一中等跨径的悬索桥为实例,利用节段模型试验采集三分力系数,采用大型有限元程序ANSYS对其进行静风稳定性非线性计算,得到了悬索桥在递增变化的风荷载作用下的顺风向位移,以及最终发生静风失稳时的临界风速。计算结果表明,桥梁各构件位移随风速的增大而增大,横向屈曲最大风速大于临界风速,该桥的静风稳定性满足要求。     

双旋翼直升机旋翼的微多普勒特性分析

目前,国内外对双旋翼直升机的微多普勒特性研究相对还很少。建立了直升机旋翼回波的微多普勒模型,并基于该模型,分别计算了共轴式、横列式、纵列式以及交叉式双旋翼直升机的微多普勒。研究结果表明,不同种类的双旋翼直升机旋翼的微多普勒特性不同,通过对双旋翼直升机旋翼的微多普勒进行分析,可以对双旋翼直升机进行初步分类,为下一步双旋翼直升机的微多普勒识别提供了参考和借鉴。     

局部腐蚀下耐压船体结构振动特性及稳定性研究

为探究局部腐蚀下耐压圆柱壳的承载特性,在均匀深水压力作用下,针对具有局部腐蚀的环加筋圆柱壳的振动特性及稳定性进行了研究,分析了腐蚀参数对振动特性与临界失稳载荷的影响。通过改变腐蚀面积、腐蚀位置和腐蚀深度,利用有限元软件NASTRAN进行系列仿真分析,得到了含有局部腐蚀环加筋圆柱壳结构的振动特性及失稳破坏模式。结果表明:当腐蚀深度大于3mm时,结构开始出现局部振动模态且固有频率单调下降;静水压力作用下带有局部腐蚀的环加筋圆柱壳一阶固有频率的平方与静水压力呈三段线性关系;在临界载荷方面,当腐蚀深度小于2mm时其对结构的临界失稳载荷几乎没有影响,当腐蚀深度大于2mm时临界载荷随即减小。     

旋翼-机身组合体对机载导弹的气动干扰

直升机对机载导弹的气动特性和初始弹道的影响,对于改进导弹发射技术和载机的安全具有重要意义.对时间滗步进自由尾迹模型进行改进,建立了一种能快速收敛的悬停旋翼自由尾迹模型,并与机身面元模型耦合成旋翼/机身组合体气动干扰模型.发展了一种旋翼/机身组合体干扰条件下导弹气动特性的工程计算方法,并对某型空空导弹的气动特性和初始弹道进行了数值模拟.结果表明,导弹在最初几米内气动力系数变化十分剧烈,说明直升机确实对导弹具有很强的干扰作用.最后对结果作了简要分析,指出了直升机下洗气流对导弹的气动干扰规律.     

某型无人机着陆过程中地面滑行段的建模与仿真

无人机在着陆过程中地面滑跑阶段的运动特性与空中飞行时不同,建立无人机在这一阶段的数学模型,对进一步深入研究实现无人机安全着陆具有重要意义。本文以某型无人机为背景,对无人机进行详细的受力分析,研究并建立了地面滑行阶段的非线性数学模型。并在Matlab/Simulink平台上对其进行仿真,通过仿真结果与实际飞行状态数据的对比,表明模型可用。     

山河“雷霆”军用多旋翼无人机助力湖南省全区域信息化实战演习

<正>湖南省某部队携山河科技"雷霆"军、警用多旋翼无人机参加全区域信息化实兵作战演练会,该演习旨在全面提升该部队作战信息化能力,强化部队在战争和紧急环境下的战斗力。此次无人机系统作战的任务是对目标区域及目标人员状态进行侦察,并予以威慑。山河SUM60"雷霆"军用多旋翼无人机是针对警用、军用需求自主研制的无人飞行器整体解决方案。该系统按     

小型无人机航位推算定位算法研究与误差分析

对空中航位推算(DR)算法做了深入研究,提出了适用于小型无人机(UAV)的风速估计策略;将算法中各元素的误差对推算定位精度的影响进行了理论分析与数值计算;该研究结果应用于某小型UAV的航位推算/GPS组合导航系统的设计与实现中;飞行试验表明,通过提高对DR误差影响较大的元素的测量精度和风速的估计精度,有效提高了DR推算精度,与以往其他小型UAVs相比,在断开GPS对DR的修正后,DR精度保持在一定范围的持续时间显著延长.     

无人机对雷达的反射特性模型和实验测量研究

本文通过对某型无人机的结构,性能和作战使用进行分析研究,建立起雷达目标反射特性的数学分析模型,给出了实验测量方法,并分析了具体的实现过程。     

多旋翼无人机在战术后勤中的应用分析

旋翼无人机技术发展迅猛,在军用领域展现出极强的发展潜力,部分军事强国已将旋翼无人机技术引入后勤,对后勤运输产生了深刻影响。旋翼无人机的技术特点使其更适应恶劣条件下战术后勤任务,是对陆、海、空运输方式的良好补充。旋翼无人机实现快速运输与精准分发平稳换挡接力,给原有的运输、投送、分发后勤运输体系带来一系列新的变化,有助于建设立体化现代后勤。     

基于智能变后缘的超微型无人机高度控制研究

针对微型旋翼飞行器在飞行时,因旋翼表面容易发生流动分离而造成升力损失的问题,开展了采用连续后缘襟翼(CTEF)来改变飞行器升力的技术研究。首先,开展了不同安装角下微型旋翼的推进性能研究,建立了微型旋翼模型,对其进行推进性能分析;然后,利用P(VDF-TrFE)材料制作CTEF,采用单向流固耦合的方法对使用CTEF的旋翼进行推进性能分析,结果表明后缘襟翼在电压驱动下可以实现有效偏转,偏转产生的等效安装角在12°左右,最高可将拉力提升40%;最后,基于PID控制器设计无人机高度控制系统,通过控制驱动电压,实现控制无人机高度的目的。仿真结果表明控制系统的响应时间在6 s左右,超调量在5%左右。研究表明,提出的基于P(VDFTrFE)材料的无人机高度控制系统可以实现无人机高度通道的有效控制,证实了CTEF在旋翼飞行器控制方面的潜力。     

基于分数阶S面模型的四旋翼轨迹跟踪控制

四旋翼无人机具有欠驱动、非线性、强耦合的特点。针对四旋翼无人机轨迹跟踪控制中跟踪精度低,抗外界干扰能力弱的特点,通过对四旋翼无人机进行四元数建模,使用误差四元数作为控制器输入,消除了无人机在机动角度过大时的奇点问题,提出了一种分数阶S面的控制方法,即将分数阶PID控制与S面控制融合,作为一个新的控制器。轨迹跟踪试验表明,分数阶S面控制器在四旋翼无人机控制模型中的累计误差明显小于分数阶PID,证明了该方法具有抗风扰能力强、跟踪精度高的特点。     

基于TensorFlow的四旋翼无人机着陆地标识别

针对多旋翼无人机在无人干预情况下的自主着陆问题,提出一种基于迁移学习的地面标识图像检测方法.该方法基于TensorFlow深度学习框架,使用迁移学习技术在地面标识数据集上重新训练Inception-v3模型以构建新的地面标识识别模型.以四旋翼无人机为例,将其拍摄的着陆坪图片与其他地面标识图片作为训练集输入神经网络,通过多次训练校正神经网络参数.实验结果表明,基于迁移学习的四旋翼无人机着陆地标识别比直接基于In-ception-v3模型的识别效果要好得多,在仅有数千张训练图片的情况下,测试准确率超过90％.在Windows下训练、测试的模型可移植到树莓派3B上,完成了基于Python和TensorFlow开发的程序在不同操作系统下运行的验证工作.     

小型旋翼无人机在未来城市军事行动应用中潜力评估

随着全球范围的城市化进程不断推进,未来军事斗争向城市环境中发展是必然趋势。在城市作战需求分析的基础上,剖析了传统装备的"城市病",阐述了小型旋翼无人机在城市军事行动中的应用潜能。研究表明,针对现有装备在城市作战中显示出的若干短板,发展基于小型旋翼无人机打造侦察平台与精确打击平台将是一个较好的解决方案。而运用军民融合的发展模式挖掘小型旋翼无人机军用潜力,在提升军队作战能力,降低成本均具有积极意义。     

无人机自动驾驶仪微分控制分析

本文根据某型无人机在常值干扰力矩的作用下,飞机姿态角存在静差,并产生振荡这一现象,提出了在某型无人机中加入角速度陀螺的设想,并以纵向俯仰角为例,根据飞机纵向短周期运动方程和自动驾驶仪的控制律,利用根轨迹法对控制系统进行初步的理论分析,为某型无人机加入角速度陀螺,提供了理论依据。     

某型无人机发动机动力学建模与仿真

无人机飞控系统是无人机模拟训练系统的一个重要组成部分.基于某型无人机实飞参数,解出发动机推力,建立了发动机动力学模型,并结合无人机六自由度模型建立了无人机飞行仿真模型,对该型无人机模拟训练系统飞控系统的研制具有重要意义.最后在MATLAB/SIMULINK环境下进行了仿真,结果表明该建模方法是正确的.     

某型加速度计装配技术问题研究及对策

<正>通过对某型加速度计装配过程各环节分析研究,找出了影响加速度计失准角超差的因素,有针对性地提出解决措施,并经批量生产验证,切实提高了加速度计生产合格率,取得了较大的军事和经济效益。引言某型加速度计是某型导弹飞行控制舱配套使用的核心惯性测量组件,安装在导弹相互垂直的空间三维方向上,通过敏感相应方向的加速度,输出与输入加速度成比例的电信号,为控制系统提供准确加速度数据,与陀螺共同为导弹提供飞行     

姿态测量/激光测距的无人机目标定位模型

无人机在支持舰炮对岸火力支援中,需要实时向射击指挥员提供满足精度要求的目标坐标.目前我军某型无人机采用的实时目标定位模型在复杂地形条件下存在较大原理误差,且缺乏对机动目标的连续定位能力.针对这一情况,给出了一种基于姿态测量/激光测距的目标定位模型.经误差仿真,复杂地形连续定位精度满足作战要求.