本文介绍了在非参数不确定性(阵风和风扰动)下悬停飞行的垂直起降 (VTOL) 无人机 (UAV) 的滚转运动的最佳滑模控制 (SMC) 和最佳超扭转滑模控制 (STSMC) 的设计。本文对受控滚转运动进行了稳定性分析,并基于 Lyapunov 定理证明了渐近误差收敛。据此,针对受不确定性影响的飞机系统制定了控制律。为了避免在选择设计参数时进行反复试验并提高 SMC 和 STSMC 的性能,建议使用灰狼优化进行调整。基于数值模拟,对最佳和非最佳控制器以及最佳 SMSTC 和最佳 SMC 进行了比较研究,比较了跟踪误差和控制信号中的抖动行为。数值模拟表明,GWO 可以提高 SMC 和 STSMC 的性能。此外,在跟踪误差和控制信号抖动效应方面,最佳 STSMC 比最佳 SMC 具有更好的动态性能。
Daeil Jo 和 Yongjin (James) Kwon 工业工程,亚洲大学,韩国水原 电子邮件:j11129@naver.com,yk73@ajou.ac.kr 摘要 —随着公众对无人机兴趣的增加,无人机正在成为第四次工业革命时代的重要技术领域之一。对于无人机来说,固定翼类型是有利的,因为它比多旋翼类型具有更长的飞行时间,并且速度更快。然而,它需要一个单独的、漫长的、无障碍物的着陆区,这在城市地区很难找到。此外,固定翼型无人机不容易安全着陆。正因为如此,对垂直起降型无人机的需求正在上升。本研究的目的是设计和开发一种能够垂直着陆和起飞的垂直起降飞机,并在垂直、水平和过渡飞行过程中具有适当的推力和升力。我们制定了规范化的无人机开发流程,为开发过程提供理论指导。为了确定垂直起降飞机的气动特性,我们采用了 3D CAD 和 CAE 方法,可以模拟风洞试验以获得最佳气动效率。使用开发的流程,我们确定了构成无人机的内部模块的标准,并且可以考虑适当的重心来组装机身。我们进行了 SW 设置以进行飞行调整,并能够相应地进行飞行测试。在飞行体验中
无人机最初是在军事领域使用无人机系统开发的,结合了航空航天技术与信息通信技术,具有多种用途,包括民用领域。为侦察领域而开发,在民用和警察领域都用于交通监控和高空侦察任务。它用于广播和监视,同时不断扩展到快递和救援任务领域。基于各种SW,传感器和飞行控制等航空技术的融合,以利用无人系统和信息通信技术,相关技术的商业化正在以非常多样化的方式发展。在本文中,我们提出并制造了VTOL无人机。设计过程参考了我们设计的 VTOL 开发过程,实际建造无人机也应用了相同的 VTOL 开发概念。为了了解飞机的空气动力学特性,我们应用了空气动力学设计理论,并使用了可以替代实际风洞试验的 CAE 方法。我们测试了组成无人机的内部模块的选择方法和标准,并且能够组装产品。对飞行控制计算机进行了 FW 编码以进行 VTOL 控制。此外,我们开发了用于长距离飞行的 LTE 通信模块,并与 GCS 一起进行了飞行实验,以从地面观察和响应飞行情况。飞行测试结果表明,在宽带下可以实现稳定的过渡飞行。我们可以看到,与我们的开发目标值相比,实际性能结果得到了满足。
执行摘要................................................................................................................................................ 4 1. 简介................................................................................................................................................... 9 2. 设计理念................................................................................................................................... 10 2.1 任务要求................................................................................................................................. 11 2.2 飞机配置权衡研究................................................................................................................. 11 2.2.1 串联设计评估.................................................................................................................... 12 2.2.2 倾转旋翼设计评估.................................................................................................................... 15 2.2.3 三旋翼设计评估.................................................................................................................... 17 2.3 权衡研究结论.................................................................................................................... 19 3. Wyver:设计亮点............................................................................................................................. 21 旋翼毂和动力叶片折叠.............................................................................................................
未来战斗系统最初设想是大幅提高士兵的作战效率和能力。FCS 网络能力允许近乎实时的决策,从而带来革命性的作战能力。FCS 将从线性战斗转变为网络化部队——分布式小型部队,可利用现有空运资产随时部署和空中支援。这些轻型武装部队将依靠紧密耦合、快速反应的支援资产,这些资产使排级和班级人员能够实时调用更大、更重的部队的强大火力,进行进攻打击和部队保护。网络是一个不可或缺的要素,将 FCS 部队与地面、空中和海上精确火力直接耦合。FCS 部队将分布在整个战斗部队中,但不会是整个部队——它们将依靠其他资产来发挥战斗力。