四旋翼飛行器設(shè)計(jì)資料-展示頁
2025-07-08 21:53本頁面
【正文】 、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及飛行控制單元都由飛行器外部提供；至2004年，已經(jīng)分別基于多種控制算法(例如：PID、LQ、Backstepping、Sliding—mode)，實(shí)現(xiàn)了飛行器姿態(tài)控制【6’7】。目前，該項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)行了兩個(gè)階段。X．UFO的旋翼被置于發(fā)泡聚丙烯(EPp),tJ成的圓環(huán)中，比Draganflyer III有更好的安全性[471。另外，還使用了3個(gè)壓電晶體陀螺儀進(jìn)行姿態(tài)增穩(wěn)控制【5J。機(jī)體最大長(zhǎng)度(翼尖到翼尖)76．2cm，高18cm，重481．19：旋翼直徑28cm，重69；有效載荷113．29；可持續(xù)飛行1620min。(1)遙控航模四旋翼飛行器遙控航模四旋翼飛行器的典型代表是美國(guó)Dfaganflyer公司研制的Dragan．flyer III和香港銀輝(silverlit)玩具制品有限公司研制的X．UFO。單個(gè)微小型飛行器的有 效載荷量畢竟有限，難以有效地完成任務(wù)，而編 隊(duì)飛行 與作 戰(zhàn)不僅可以極 大地提高有效載荷量，還能夠增強(qiáng)其突防能力。此外 ，它還將擁有良好的隱身功能和信息傳輸能力。 隨著低雷諾數(shù)空氣 動(dòng)力學(xué)研究 的深入 ， 以及納米和 M E MS 技術(shù)的發(fā)展 ，四旋翼 M A V必然取得理論和工 程上的突破。它未來 的主要技術(shù) 指 標(biāo)： 任務(wù)半徑 5 k m，飛行高度 1 0 0 m，續(xù)航時(shí)間 1 h ，有效載荷約 5 0 0 g ， 完全能夠填補(bǔ)目前國(guó)際上在該范 圍內(nèi)偵察手段的空白。 1 )隨著相關(guān)研究進(jìn)一步深入 ，預(yù)計(jì)在不久的將 來小型四旋翼飛行器技術(shù)會(huì)逐步走 向成熟與實(shí)用 。由于采用貼片封裝和低功耗的元器件,使飛行器具有重量輕、體積小、功耗低的優(yōu)點(diǎn)。 四旋翼飛行器的設(shè)計(jì) 。為了實(shí)現(xiàn)四旋翼微型飛行器的自主飛行控制,對(duì)飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì),并且以C8051F020單片機(jī)為計(jì)算控制單元,給出了飛行控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),研究了設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)過多次室內(nèi)試驗(yàn),該硬件設(shè)計(jì)性能可靠,能滿足飛行器起飛、懸停、降落等飛行模態(tài)的控制要求.一． 微小型四旋翼飛行器的發(fā)展前景 根據(jù)微小型四旋翼飛行器發(fā)展現(xiàn)狀和相關(guān)高新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) ， 預(yù)計(jì)它將有以下發(fā)展前景。任務(wù)規(guī)劃、飛行控制、無 G P S導(dǎo)航、 視覺和通信等子 系統(tǒng)將進(jìn)一步健全和完善，使其具有自主起降和全 天候抗干擾穩(wěn)定飛行能力 。 2 )未來的微型四旋翼飛行器將完全能夠達(dá)到美國(guó)國(guó)防預(yù)研局對(duì) M A V基本技術(shù)指標(biāo)的要 求。它將是一種有 4個(gè)旋翼的可飛行傳感 器芯片， 是一個(gè)集成多個(gè)子系統(tǒng) ( 導(dǎo)航與控制、 動(dòng)力 與能源、 任務(wù)與通信等子系統(tǒng)) 的高度復(fù)雜ME M S系 統(tǒng)；不但能夠在空中懸停和向任意方向機(jī)動(dòng)飛行， 還 能飛臨、繞過甚至是穿過 目標(biāo)物體。 3 )微小型四旋翼飛行器的編隊(duì)飛行與作戰(zhàn)應(yīng) 在未來的戰(zhàn)爭(zhēng)中，微小型四旋翼飛行器 的任 務(wù)之一將是對(duì)敵方進(jìn)行電子干擾并攻擊其核心目標(biāo)。 二．四旋翼飛行器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前世界上存在的四旋翼飛行器基本上都屬于微小型無人飛行器，一般可分為3類：遙控航模四旋翼飛行器、小型四旋翼飛行器以及微型四旋翼飛行器。Draganflyer III是一款世界著名的遙控航模四旋翼飛行器，主要用于航拍。Draganflyer III采用了碳纖維和高性能塑料作為機(jī)體材料，其機(jī)載電子設(shè)備可以控1書1]4個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。X．UFO機(jī)體最大長(zhǎng)度68．5cm，高14cm；持續(xù)飛行時(shí)間約5min；遙控距離可達(dá)100m。(2)小型四旋翼飛行器 世界上對(duì)小型四旋翼飛行器的研究主要集中在3個(gè)方面：基于慣導(dǎo)的自主飛行控制、基于視覺的自主飛行控制和自主飛行器系統(tǒng)方案，其典型代表分別是：瑞士洛桑聯(lián)邦科技學(xué)院的OS賓夕法尼亞大學(xué)的HMX4和佐治亞理工大學(xué)的GTMRAS OS4是EPFL自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一種電動(dòng)小型四旋翼飛行器，研究的重點(diǎn)是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和自主飛行控制算法，目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)室內(nèi)和室外環(huán)境中的完全自主飛行。OS4 I最大長(zhǎng)度約73cm，質(zhì)量為2359g；它使用TDraganflyer III的旋翼和十字框架，4個(gè)Faulhaber 1724電機(jī)，以及一個(gè)Xsense的MT9．B微慣性測(cè)量單元。OS4II的機(jī)身最大長(zhǎng)度72cm，重5209；機(jī)載2309的鋰電池，能提供自主飛行30min的能量。200
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