机器人

北大核心,JST,EI,CSCD,WJCI

国内刊号:21-1137/TP

国际刊号:1002-0446

机器人杂志2024年第6期:“工”字变体旋翼飞行器动态重构运动分析与姿态控制

发布日期:

作者:王续乔, 郭达, 赵昌丽, 李靖民, 朱庆波

关键词:变体飞行器, 动态重构, 变结构, 高通过性, 姿态控制, 运动响应

目前的串联式变体旋翼飞行器可应对受限空间下的运动要求,但通常存在高通过性构形稳定飞行控制不易和变体过程中重心时变带来的控制不平顺的问题。为此,本文提出了一种“工”字可变构形倾转旋翼飞行器。机体采用分段式旋绕结构,在以两端机臂绕中心机体旋转达成串联式高通过性构形的同时解决重心不在本体的困扰。在机体飞行控制方式分析和运动模型构建的基础上,提出了基于运动特性值的动态PID(比例-积分-微分)控制方法及分配策略。对高通过性构形下的运动姿态控制响应能力、重构过程中的控制稳定性进行了实验论证。实际飞行实验结果显示,高通过性构形下各轴姿态角的最大跟踪误差不超过4°,跟踪响应时长不超过0.15 s,最大可通过尺寸可缩减至一般飞行构态的44.2%;构形重构过程中,各轴姿态角误差能够被控制在±2.3°以内。上述高通过性构形飞行体现了良好的运动响应特性,过渡构形下的控制响应整体平顺。总体来看,飞行器具备良好的连续穿越飞行运动能力。

来源:2024年第6期

《机器人》期刊编辑部

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