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基于凯恩方程的无人机伞降回收动力学建模与仿真

论文摘要

在无人机的伞降回收过程中,无人机与降落伞一直都处于实时的动平衡状态,两者在伞降回收过程中的耦合关系及其复杂,因此很难建立精准的无人机伞降回收动力学模型。针对该问题,将伞降回收系统划分为降落伞和无人机分别进行处理。针对时变对象降落伞,通过阻力面积随充气时间的变化关系建立其动力学模型。针对无人机,首先,基于多体动力学思路,将其划分为左右机翼和机身的多体系统,通过平板绕流系数优化其伞降过程中的大迎角动力学模型;然后,通过偏速度矩阵将各体的动力学模型引入伞降回收系统质心;最终,基于凯恩方程推导并建立了伞降回收系统六自由度模型,并引入海拔高度和风力对无人机伞降回收的影响。通过数值仿真与实验数据的对比,可以发现两者具有较好的一致性,该动力学模型能够为无人机的伞降回收提供指导。

论文目录

  • 1 伞降回收系统运动学描述
  •   1.1 坐标系建立
  •   1.2 广义坐标与速度矩阵建立
  •   1.3 质量和附加质量描述
  •   1.4 广义惯性力和广义惯性力矩模型建立
  • 2 伞降回收系统动力学描述
  •   2.1 降落伞动力学模型建立
  •   2.2 无人机动力学模型建立
  •   2.3 广义主动力和广义主动力矩模型建立
  • 3 无人机伞降回收动力学模型建立
  • 4 伞降回收仿真实验
  • 5 海拔高度与风力对伞降回收影响
  • 6 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 吴翰,王正平,周洲,王睿

    关键词: 伞降回收,飞翼无人机,凯恩方程,多体系统,动力学建模

    来源: 北京航空航天大学学报 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 西北工业大学无人机特种技术国防科技重点实验室

    基金: 航空科学基金(2016ZA53002),陕西省重点研发计划(2018ZDCXL-GY-03-04)~~

    分类号: V279

    DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0602

    页码: 1256-1265

    总页数: 10

    文件大小: 355K

    下载量: 402

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/0cd7f59855bc86ac44424ffb.html