基于凯恩方程的无人机伞降回收动力学建模与仿真

摘要：

在无人机的伞降回收过程中,无人机与降落伞一直都处于实时的动平衡状态,两者在伞降回收过程中的耦合关系及其复杂,因此很难建立精准的无人机伞降回收动力学模型.针对该问题,将伞降回收系统划分为降落伞和无人机分别进行处理.针对时变对象降落伞,通过阻力面积随充气时间的变化关系建立其动力学模型.针对无人机,首先,基于多体动力学思路,将其划分为左右机翼和机身的多体系统,通过平板绕流系数优化其伞降过程中的大迎角动力学模型;然后,通过偏速度矩阵将各体的动力学模型引入伞降回收系统质心;最终,基于凯恩方程推导并建立了伞降回收系统六自由度模型,并引入海拔高度和风力对无人机伞降回收的影响.通过数值仿真与实验数据的对比,可以发现两者具有较好的一致性,该动力学模型能够为无人机的伞降回收提供指导.

关键词：伞降回收、飞翼无人机、凯恩方程、多体系统、动力学建模

所属期刊栏目：45

分类号：V249(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)

资助基金：航空科学基金;陕西省重点研发计划

在线出版日期：2019-06-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1256-1265