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文档简介
1、太阳能无人机利用太阳能电池与储能电池组成循环工作能源系统,可在其寿命范围内实现昼夜不间断飞行。太阳能无人机能源供应受到苛刻限制,普遍采用轻质材料实现大展弦比机翼,在飞行过程中机翼存在柔性变形,分布在翼展方向的多螺旋桨除了产生推进力以外,还可以通过调节各螺旋桨转速差实现飞行操纵,这些特点对飞行控制提出了新的要求和挑战。
论文研究通过分布在重心上方和下方的螺旋桨差动推力实现太阳能无人机纵向通道的控制方法,引入控制分配技术以解决多螺
2、旋桨之间的输出协调问题,对无人机昼夜飞行高度轨迹进行了优化设计。首先针对太阳能无人机动力学模型的特殊性展开研究。通过有限元分析机翼柔性变形,再利用气动计算软件获取气动导数,继而建立太阳能无人机的多点线性化模型。其次,设计太阳能无人机的控制律,对比采用升降舵和螺旋桨差动推力在俯仰通道上的控制效果。之后,针对螺旋桨冗余配置设计伪逆法和序列二次规划法两种控制分配方法,并分析了其优缺点。最后,以太阳能电池输出功率计算为基础,研究高度势能储能方法
3、,建立太阳能无人机功率消耗和飞行高度之间的关系,实现无人机昼夜飞行高度的轨迹优化设计。
研究结果表明:考虑到太阳能无人机机动性能较弱,需要控制效果平滑的条件下,通过多螺旋桨差动推力实现纵向通道飞行控制具有可行性,所设计的控制分配方法能协调控制俯仰姿态和前飞速度。其次,高度势能储能方法可以有效地规划太阳能无人机一昼夜的飞行轨迹,该方法在研究无人机的轨迹优化问题以及对太阳能的能源利用问题时具有一定优势。论文可为多螺旋桨太阳能无人机
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