摘要 本文旨在设计和研究无人驾驶飞行器 (UAV) 六旋翼飞行器在三维空间中的动态模型。基于牛顿-欧拉法确定了导出的运动方程。这些方程具有非线性和耦合性。此外,为了使六旋翼飞行器具有真实的运动,模型中还嵌入了气动效应和扰动。六旋翼飞行器是一种垂直起降 (VTOL) 飞行器,具有悬停能力和灵活性,因此与固定翼飞行器相比毫不逊色。尽管如此,它的动态模型很复杂,被描述为不稳定的,并且不能在不扭转其轴的情况下进行平移运动。除了控制和仿真设计模块外,还通过 LabVIEW 软件建立了结论性数学模型。因此,对多个实验状态的稳定性进行了分析,以便提前展示用于平衡和轨迹跟踪的适当控制器。关键词:——无人机,六旋翼飞行器动力学,非线性控制,耦合和欠驱动模型,牛顿-欧拉方法。
为了估计嘈杂的中尺度量子 (NISQ) 时代设备上的分子基态特性,基于变分量子特征求解器 (VQE) 的算法因其相对较低的电路深度和对噪声的抵抗力而广受欢迎。9,10 这导致了一系列成功的演示,涉及在当今的量子设备和模拟器上计算小分子的分子基态能量。4,6,11 – 22 然而,仅仅估计分子基态能量不足以描述许多涉及某种形式的电子激发的有趣化学过程。23 例如,准确模拟化学现象,如光化学反应、涉及过渡金属配合物的催化过程、光合作用、太阳能电池操作等,需要准确模拟分子基态和激发态。此类系统的电子激发态通常具有很强的相关性,因此需要使用复杂的量子化学理论来准确描述它们。在过去的几十年里,在这方面已经开发了许多方法。 24 – 32 运动方程耦合团簇 (EOM-CC) 26 方法最初由 Stanton 和 Bartlett 开发,是一种常用的例子,通常用于计算分子激发态特性,例如激发能
开放量子系统技术对于许多量子力学研究至关重要 [1–3]。这是因为封闭量子系统只是真实系统的理想化 1 ,因为在自然界中没有任何东西可以孤立。在实际问题中,感兴趣的系统与环境的相互作用是不可避免的,我们需要一种可以有效地将环境从运动方程中移除的方法。开放量子理论解决的一般问题如图 1 所示。在最一般的图中,我们有一个总系统,它本身符合一个封闭量子系统。我们最感兴趣的是总系统的一个子系统(我们称之为“系统”而不是“总系统”)。因此,整个系统被分为我们感兴趣的系统和环境。开放量子理论的目标是从总系统的运动方程推断出简化系统的运动方程。从实际目的来看,简化运动方程应该比系统的完整动力学更容易求解。由于他的要求,在推导简化动力学时通常会进行几种近似。
单元I:使用矢量代数和矢量计算,粒子和系统的颗粒和刚体的力学(15),转换定律,工作能源定理,开放系统(具有可变质量),陀螺力;陀螺力;耗散系统,雅各比积分,仪表不变性,运动积分;时空与保护法的对称性;伽利略转变下的不变性。II II单元:在中央力量(15)下的拉格朗日制定和运动约束,广义坐标,d Alemaberts原理,拉格朗格运动方程,中央力量,定义和特征,将两个实力的问题减少到等效的一体问题,Orbits的一般分析,对Orbits的一般分析,合并者法律和方程式,合并器和方程式,成员卫星,人工statellites,Artahring Forder,stroverford,scterterford,scterterford,rutherford,rutherford。 单元III:变异原理(15)变异的计算简介,许多自变量的变异技术,Eulers Lagrange微分方程,汉密尔顿的原理,扣除限制汉密尔顿原理的运动方程。 汉密尔顿,广义动量,运动常数,汉密尔顿的运动概念方程,从变化原理中扣除规范方程。 汉密尔顿运动方程的应用,最少动作的原则,最少行动的原则证明,问题。 单元IV:规范转换和汉密尔顿的 - 雅各比理论(15)II II单元:在中央力量(15)下的拉格朗日制定和运动约束,广义坐标,d Alemaberts原理,拉格朗格运动方程,中央力量,定义和特征,将两个实力的问题减少到等效的一体问题,Orbits的一般分析,对Orbits的一般分析,合并者法律和方程式,合并器和方程式,成员卫星,人工statellites,Artahring Forder,stroverford,scterterford,scterterford,rutherford,rutherford。单元III:变异原理(15)变异的计算简介,许多自变量的变异技术,Eulers Lagrange微分方程,汉密尔顿的原理,扣除限制汉密尔顿原理的运动方程。 汉密尔顿,广义动量,运动常数,汉密尔顿的运动概念方程,从变化原理中扣除规范方程。 汉密尔顿运动方程的应用,最少动作的原则,最少行动的原则证明,问题。 单元IV:规范转换和汉密尔顿的 - 雅各比理论(15)单元III:变异原理(15)变异的计算简介,许多自变量的变异技术,Eulers Lagrange微分方程,汉密尔顿的原理,扣除限制汉密尔顿原理的运动方程。汉密尔顿,广义动量,运动常数,汉密尔顿的运动概念方程,从变化原理中扣除规范方程。汉密尔顿运动方程的应用,最少动作的原则,最少行动的原则证明,问题。单元IV:规范转换和汉密尔顿的 - 雅各比理论(15)
我们研究粒子的封闭系统,这些粒子除了受到保守力的作用外,还受到随机力的作用。随机运动方程的建立方式使得能量始终严格守恒。为了确保这一守恒定律,概率密度的演化方程是使用随机运动方程的适当解释(不是伊藤解释或斯特拉托诺维奇解释)推导出来的。相空间中的轨迹被限制在恒定能量的表面。尽管存在这种限制,但熵仍随时间增加,表现出不可逆行为并松弛至平衡。本方法的主要结果与刘维尔方程给出的结果形成对比,后者也描述了封闭系统,但没有表现出不可逆性。
摘要 本文研究了在综合仿真环境中具有时变质量和惯性特性的受油机的动态建模与仿真应用,该环境包括另外两个重要因素,即具有变长度特性的软管-锥套组件动态模型和加油机尾涡引起的风效应。通过扩展 Lewis 等人推导的固定重量飞机的运动方程,推导出一组新的空中加油受油机运动方程。这些方程包括由于燃油转移和发动机燃油消耗引起的时变质量和惯性特性,并且油箱为矩形而非质点。它们是根据受油机相对于惯性参考系的平移和旋转位置和速度推导出来的。在初始受油机质量条件下,基于一组线性化方程设计了一个线性二次调节器 (LQR) 控制器。在集成仿真环境中实现了带有 LQR 控制器的接收机运动方程,用于在仿真中实现接收机的自主接近和定点保持。� 2016 中国航空学会。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。
第一单元:粒子力学。粒子系统力学、约束、达朗贝尔原理和拉格朗日方程、速度相关势和耗散函数拉格朗日公式的简单应用第 1 章。第 1、2、3、4、5 和 6 节。汉密尔顿原理,变分法的一些技巧。从汉密尔顿原理推导出拉格朗日方程。守恒定律和对称性、能量函数和能量守恒第 2 章。第 1、2、3、5 和 6 节第二单元:简化为等效的一体问题。运动方程和一阶积分、等效一维问题和轨道分类、轨道微分方程和可积幂律势、闭合轨道条件(伯特兰定理)、开普勒问题力的平方反比定律、开普勒问题中的时间运动、有中心力场中的散射。第 3 章。第 1、2、3、5、6、7 和 8 节勒让德变换和哈密顿运动方程。循环坐标、从变分原理推导哈密顿运动方程、最小作用量原理。章:7,节:1、2、3、4 和 5。第三单元:正则变换方程、正则变换示例、谐振子、泊松括号和其他正则不变量、运动方程、无穷小正则变换、泊松括号公式中的守恒定理、角动量泊松括号关系。章:8,节:1、2、4、5、6 和 7。汉密尔顿 - 汉密尔顿主函数的雅可比方程、作为汉密尔顿 - 雅可比方法的一个例子的谐振子问题、汉密尔顿 - 汉密尔顿特征函数的雅可比方程。作用 - 单自由度系统中的角度变量。章:9,节:1、2、3 和 5。教科书:经典力学 - H. Goldstein 参考书:经典力学 - JB Upadhayaya 经典力学 - Gupta, Kumar and Sharma
地球固定且因此旋转的参考系几乎总是用于分析地球物理流动。转换为稳定旋转的参考系的运动方程包括两个涉及旋转矢量的项:离心项和科里奥利项。在地球固定参考系的特殊情况下,离心项恰好被重力质量吸引所抵消,并从运动方程中消失。当我们求解从地球固定参考系看到的加速度时,科里奥利项被解释为力。旋转参考系的视角放弃了全局动量守恒和不变性的性质,转而采用伽利略变换。然而,它可以大大简化地球物理流动的分析,因为只需要考虑相对较小的相对速度,即风和洋流。
4.5.4 外力和力矩 44 4.5.5 线性运动方程 46 4.5.6 仅模拟主起落架 47 4.5.7 仅模拟主起落架和垂直尾翼 .. 56 4.5.8 模拟主起落架、垂直尾翼和尾轮 69
本章的最终目标是,一架刚性飞机在扁圆形旋转地球上空的运动方程。平地方程描述了在重力恒定的非旋转地球上一小块区域上的运动,我们将作为特殊情况推导得出该方程。为了达到这个最终目标,我们将使用经典力学的矢量分析来建立运动方程,使用矩阵代数来描述坐标系的运算,并使用大地测量学、引力和导航中的概念来介绍地球形状和质量引力的影响。在第 2 章之前,作用在飞行器上的力矩和力(地球的质量引力除外)将是抽象的。在此阶段,只要有合适的力和力矩模型,这些方程就可以用来描述任何类型的航空航天飞行器(包括地球卫星)的运动。术语“刚性”意味着不允许结构灵活性,并且假定飞行器中的所有点始终保持相同的相对位置。在大多数情况下,这种假设对于飞行模拟来说已经足够好了,并且对于飞行控制系统设计来说也足够好了,前提是我们不试图设计一个系统来控制结构模式或减轻飞机结构上的气动载荷。运动方程处理所需的矢量分析通常会给学生带来困难,特别是角速度矢量的概念。因此,提供了相关主题的回顾。在某些情况下,我们已经超越了传统的飞行力学方法。例如,由于四元数具有“全姿态”能力以及在模拟和控制中的数值优势,因此引入了四元数。它们现在广泛应用于模拟、机器人、制导和导航计算、姿态控制和图形动画。主题来自