风梯度动态滑翔平衡态与控制方法研究
批准号:
61803383
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
单上求
依托单位:
学科分类:
F0307.导航、制导与控制
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈晓岑、王卫杰、王辉、夏长峰、张克明、王磊、于春淼
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中文摘要
更长续航时间和更低能耗是无人机技术持续追逐的目标,而信天翁等鸟类能够利用海面风梯度进行动态滑翔来实现无动力持久飞行,因而动态滑翔为增强飞行器续航能力提供了可能性,也是目前热门的研究方向。本项目针对风梯度动态滑翔的动力学与控制问题,以动力学的平衡点入手,分析平衡态的存在性,建立平衡态的稳定性理论,并求解参数变化影响下的分岔特性,进而阐明动态滑翔最优控制与平衡态的关系,并以此设计动态滑翔的鲁棒跟踪控制器。项目的研究成果可为实现自主动态滑翔提供理论支撑,为动态滑翔飞行器总体设计提供准则与参考,为无人机利用风能持久飞行提供一种新的技术。
英文摘要
Longer range and lower energy consumption are the consistent goals of UAV technology, and birds such as albatross can utilize the wind gradient for dynamic soaring to achieve unpowered long flight. Thus dynamic soaring, which is currently a hot research topic, provides the possibility of enhancing the endurance of the aircraft. In order to design robust tracking controller for dynamic soaring, this project addresses the problem of flight dynamics and control in wind gradient, analyzes the existence, stability and bifurcation of the equilibria by starting with the kinetic equilibrium points, and discusses the relationship between optimal control and equilibria of dynamic soaring. The research results of the project can provide theoretical support for realizing autonomous dynamic soaring, guidelines and references for the overall design of dynamic soaring aircraft, and a new technology for unmanned aerial vehicles using wind unpowered flight.
更长续航时间和更低能耗是无人机技术持续追逐的目标,而信天翁等鸟类能够利用海面风梯度进行动态滑翔来实现无动力持久飞行,因而动态滑翔为增强飞行器续航能力提供了可能性,也是目前热门的研究方向。本项目针对风梯度动态滑翔的动力学与控制问题,以动力学的平衡点入手,分析了平衡态的存在性,建立了平衡态的稳定性理论,并求解出参数变化影响下的分岔特性,进而阐明动态滑翔最优控制与平衡态的关系,并以此设计动态滑翔的鲁棒跟踪控制器。项目的研究成果可为实现自主动态滑翔提供理论支撑,为动态滑翔飞行器总体设计提供准则与参考,为无人机利用风能持久飞行提供一种新的技术。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1109/etfa.2019.8868955
发表时间:2019-09
期刊:2019 24th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA)
影响因子:--
作者:C. Caruntu;L. Ferariu;C. Pascal;Nicolae Cleju;C. Comsa
通讯作者:C. Caruntu;L. Ferariu;C. Pascal;Nicolae Cleju;C. Comsa
Steering law design for a magnetically suspended control and sensitive gyro cluster considering rotor tilt saturation
考虑转子倾斜饱和的磁悬浮控制和敏感陀螺组的转向律设计
DOI:10.1177/0954410018816593
发表时间:2018-12
期刊:PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART G-JOURNAL OF AEROSPACE ENGINEERING
影响因子:1.1
作者:Changfeng XIA;Yuanwen Cai;Yuan Ren
通讯作者:Yuan Ren
Periodically Cruising Hypersonic Vehicle With Active Cooling: An Optimal-Control Based Design Approach
具有主动冷却功能的周期性巡航高超声速飞行器:基于最优控制的设计方法
DOI:10.1109/access.2019.2918848
发表时间:2019
期刊:IEEE Access
影响因子:3.9
作者:Wang Wenkai;Hou Zhongxi;Shan Shangqiu;Chen Lili
通讯作者:Chen Lili
Dot-Product Equality Constrained Attitude Determination from Two Vector Observations: Theory and Astronautical Applications
根据两个向量观测点积等式约束姿态确定:理论和航天应用
DOI:10.3390/aerospace6090102
发表时间:2019
期刊:Aerospace
影响因子:2.6
作者:Jin Wu;Shangqiu Shan
通讯作者:Shangqiu Shan
DOI:https://doi.org/10.3390/aerospace6090102
发表时间:2019
期刊:Aerospace
影响因子:2.6
作者:Jin Wu;Shangqiu Shan
通讯作者:Shangqiu Shan
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