系留式四旋翼无人机起降时的运动稳定性分析

摘要：

在起飞与降落过程中因地面效应、阵风干扰、系缆绳长等因素的影响,极易导致系留式四旋翼无人机(系留机)出现失稳现象.针对上述问题,提出一种基于李雅普诺夫指数法的系留机运动稳定性分析策略.通过Euler-Lagrange方程获得四旋翼的动力学模型,借助悬链线理论推导岀系留缆绳的拉力公式,最终形成完整的系统动力学模型.给出基于李雅普诺夫指数的稳定性判定方法,构建系统结构参数与运动稳定性间的量化关系.搭建物理样机,采用直接法和间接法获得系统的物理参数.通过仿真与试验分析了系留机在起降阶段的动力学特性,结果表明:该无人机降落阶段的稳定性在仿真中比起飞阶段提高了329. 5％、在试验中比后者提高了 213. 21％,所搭建系留机的结构参数是合理的.

关键词：系留式四旋翼无人机、运动稳定性分析、起降阶段、李雅普诺夫指数、动力学模型

所属期刊栏目：41

分类号：TH39(泵)

资助基金：国家自然科学基金;江苏省产业前瞻与共性关键技术项目;江苏省自然科学基金

在线出版日期：2021-01-27（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：70-78