科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
多节链式旋翼飞行器具有构形可变换的特点，是应对运动空间变化的一种有效构形设计方式。受限于构形变化下电机共轴所带来横向转动力矩的缺失，多节链式旋翼飞行器的动态重构飞行具有无法达成的临界构形区间。为此，设计了具备横向倾转的链式旋翼机体结构，以单机臂为模块化结构基本单元，通过旋转关节实现水平向的构形变化，机臂中段配置倾转矢量关节用以提供滚转力矩支撑。在机体运动学、动力学模型推导的基础上，引入虚拟控制量对控制分配进行了线性化处理，利用Moore-Penrose伪逆求解了控制效率矩阵，面向全构形变换设计了基于全驱动控制的飞行控制律。最后对飞行器典型构形位姿控制的稳定性、构形变换控制的可行性进行了实验论证，仿真结果表明，在飞行器各典型构形飞行状态下，姿态各轴向角度跟踪最大误差不超过0.05°，构形变换过程中，姿态各轴向角度跟踪误差不超出0.1°，两种情况下位置偏差均能够控制在1 mm以内，飞行器具备各构形下稳定飞行及构形变换的能力，为进一步开展动态重构及稳健飞行提供了必要条件。
-
单位中国民航大学; 天津中德应用技术大学; 航天学院
