柔性太阳能无人机飞行动力学与控制仿真研究

【摘要】：高空长航时太阳能无人机采用大展弦比柔性机翼,在飞行中存在大幅度静态和动态变形,变形体现出几何非线性特征。为了对其进行分析,采用基于Hamilton原理的Hodges本征梁动力学方程,对高空太阳能无人机的柔性机翼建立了分布式非线性的动力学模型。采用空间离散、时域积分的方法,对高空太阳能无人机的飞行动态和非线性变形情况进行了仿真分析。结果显示,加入俯仰控制后,可能出现无人机姿态与机翼扭转变形的不利耦合,影响了无人机的控制特性,该效应与传感器分布位置有关。通过合理的设计控制律和布置传感器,可以减弱机翼扭转带来的不利影响,保证无人机的航迹姿态及气动弹性特性稳定。 【作者单位】： 空军航空大学飞行器控制系;西北工业大学无人机特种技术重点实验室;
【关键词】： 太阳能无人机 大展弦比 飞行控制 气动弹性 几何非线性 动力学仿真
【基金】：国防基础科研项目(A2720060290)
【分类号】：V279;TP391.9
【正文快照】： 引言随着相关技术的发展,近年来,太阳能无人机以其极长的留空时间和良好的高空性能越来越引起了人们的关注。太阳能的能源形式对其飞行效率要求很高,太阳能无人机为了追求高的气动效率,往往采用大展弦比机翼,为了减轻结构重量,设计时降低结构刚度,这使得太阳能无人机在飞行过

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