基于Hamilton体系的Lagrange方程盒式倾转旋翼无人机建模

摘要：

针对倾转旋翼飞行器动态倾转过程中动力学建模问题进行了研究.首先,从多体动力学出发,以某盒式倾转旋翼无人机为算例,将该无人机假设成由机翼、机体、涵道风扇、倾转旋翼等组成的多刚体系统.其次,通过不同刚体质心间的位移约束,建立该无人机系统的非保守力和力矩矩阵,以及动能、势能、余虚功和逆势能模型.最后,分别基于Hamilton体系下的Lagrange方程和第二类Lagrange方程推导并建立了该盒式倾转旋翼无人机的动力学模型.仿真结果表明:两类Lagrange方程所建动力学模型的仿真结果与实验数据一致,验证了所提建模方法的合理性;在倾转旋翼转速不变的情况下,倾转过程所用时间越长,无人机掉高越少,轨迹越光滑,但输入能量越多,具体倾转过程的设计要根据实际输入能量、倾转时间等需求进行确定.

关键词：倾转旋翼飞行器、盒式翼布局、Hamilton体系下Lagrange方程、第二类La-grange方程、多体动力学

所属期刊栏目：46

分类号：V211(基础理论及试验)

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：2021-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2320-2328