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【持续更新中...】《多旋翼飞行器设计与控制》

2024-07-07 14:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

《多旋翼飞行器设计与控制》- 北航可靠飞行控制研究组 ---- 学习笔记 学习内容出处 绪论 1.基本概念 常见飞行器分类 固定翼 直升机 多旋翼 多旋翼一般受力特点: 四旋翼和六旋翼分类 复合飞行器 无人驾驶飞机和航模 2.多旋翼操控和评价 悬停 直升机如何抵消反扭矩? 升降运动 前后运动 偏航运动 多旋翼 多旋翼 3.多旋翼技术发展历史 4. 本门课程的安排 基本组成 1.总体组成 2.机架 3.动力系统 4.指挥控制系统 5.小结 机架设计 布局设计 结构设计 小结 动力系统建模和估算 1.总体描述 2.动力系统模型 3.性能计算和实验验证 4. 评估网站Flyval.com估计 5.本讲小结 坐标系和姿态表示 1. 坐标系 2.欧拉角 3.旋转矩阵 4.四元数 5 小结 动态模型和参数测量 1.多旋翼控制模型 2.多旋翼气体阻力模型 3. 多旋翼模型参数测量 4.本章小结 传感器标定和测量模型 1. 三轴加速度计 2. 三轴陀螺仪 3. 三轴磁力计 4.超声波测距仪 5.气压计 6.二维激光测距雷达 7.全球定位系统(GPS) 8.摄像头 小结 可观性和卡尔曼滤波器 1. 可观性 2. 卡尔曼滤波 3.多速率采样卡尔曼滤波 4.扩展卡尔曼滤波 小结 状态估计 1.状态估计 2. 位置估计 3. 速度估计 4. 障碍估计 5. 小结 稳定性和可控性 1. 稳定性定义 2. 稳定性判据 3. 可控性的基本概念 4. 多旋翼飞行器的可控性 5. 小结 底层飞行控制 1.多旋翼底层飞行控制框架和模型化简 2.位置控制 3.姿态控制 4.控制分配 5.电机控制 基于半自主驾驶仪的位置控制 1.问题描述 2.系统辨识 3.位置控制器设计 4.仿真研究 5.小结 任务决策 1.全自主控制 2.半自助控制 3. 小结 健康评估和失效保护 1. 决策层的目的和意义 2. 安全问题 3. 健康评估 4. 失效保护 5. 安全决策实现 6. 本讲小结 展望 1.新技术展望 2.需求和技术创新反向 3.风向分析 4.机遇和挑战

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绪论 1.基本概念 常见飞行器分类 固定翼

1)固定翼 优点:续航时间最长、飞行效率最高、载荷最大 缺点:必须要助跑,降落的时候必须要滑行 在这里插入图片描述

直升机

2)直升机 优点:垂直起降 缺点:续航时间没有优势,机械结构复杂、维护成本高 在这里插入图片描述

多旋翼

3)多旋翼 优点:垂直起降、机械结构简单、易维护 缺点:载重和续航时间都更差

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多旋翼一般受力特点: 合成拉力垂直桨盘平面 拉力、重力

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四旋翼和六旋翼分类

四旋翼和六旋翼有何分别? • 无本质区别,3个力矩+拉力 • 六旋翼控制分配更灵活

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复合飞行器

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这里,中间的共轴双桨转速动态较慢,提供主要升力,而外围 的四旋翼通过快速改变螺旋桨的速度改变升力,从而改变姿态。 在这里插入图片描述

无人驾驶飞机和航模

1)无人驾驶飞机(UnmannedAerial Vehicle):简称“无人机 ”,英文缩写为“UAV”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控 制装置操纵的不载人飞机。微小型无人机英文“Drone” (2)航模(Model Aircraft)ÿ



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