柔性太陽能無人機飛行動力學與控制仿真研究

【摘要】：高空長航時太陽能無人機采用大展弦比柔性機翼,在飛行中存在大幅度靜態(tài)和動態(tài)變形,變形體現(xiàn)出幾何非線性特征。為了對其進行分析,采用基于Hamilton原理的Hodges本征梁動力學方程,對高空太陽能無人機的柔性機翼建立了分布式非線性的動力學模型。采用空間離散、時域積分的方法,對高空太陽能無人機的飛行動態(tài)和非線性變形情況進行了仿真分析。結(jié)果顯示,加入俯仰控制后,可能出現(xiàn)無人機姿態(tài)與機翼扭轉(zhuǎn)變形的不利耦合,影響了無人機的控制特性,該效應與傳感器分布位置有關(guān)。通過合理的設(shè)計控制律和布置傳感器,可以減弱機翼扭轉(zhuǎn)帶來的不利影響,保證無人機的航跡姿態(tài)及氣動彈性特性穩(wěn)定。 【作者單位】： 空軍航空大學飛行器控制系;西北工業(yè)大學無人機特種技術(shù)重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 太陽能無人機 大展弦比 飛行控制 氣動彈性 幾何非線性 動力學仿真
【基金】：國防基礎(chǔ)科研項目(A2720060290)
【分類號】：V279;TP391.9
【正文快照】： 引言隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,近年來,太陽能無人機以其極長的留空時間和良好的高空性能越來越引起了人們的關(guān)注。太陽能的能源形式對其飛行效率要求很高,太陽能無人機為了追求高的氣動效率,往往采用大展弦比機翼,為了減輕結(jié)構(gòu)重量,設(shè)計時降低結(jié)構(gòu)剛度,這使得太陽能無人機在飛行過

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