太阳能无人机纵向控制方法研究硕士毕业论文开题报告.pptx

开题报告 太阳能无人机纵向控制方法研究 报告人： 导师： 报告时间： 课题背景/应用价值 国内外研究现状 研究内容/研究目标/研究方法 论文架构 难点/进度安排 课题背景 太阳能 无人机 能源危 机 环境保 护 高空长 航时 应用价值 Schematic representation of Power transfer HALE l气象观测 l通讯中继 l军事监察 l导弹制导 国外研究成 果 1974 1980 1990 2000 2010 1974 & 1975 Sunrise I & II R.J. Boucher Fisrt flight 20min 100m 1980 Gossamer Penguin MacCready first piloted 1981 Solar Challenger Dupont Company No energy storage 5.4hour 262km 1986 Sunseeker Eric Raymond 121hour 400km 1996 Icar 2 Voit-Nitschmann 350km 1986 Helios AeroVironment 24hour 30480m 2006 Zephyr QinetiQ 14day 40km(2010) 2007 Odysseus AeroVironment Concept design 国内研究现 状 国内研究以西北工业大学为主，研究涉及以下方面 l 柔性机翼动力学建模（1篇） l 太阳能能源优化控制（1篇） l 飞行控制律设计（1篇） l 横航向螺旋桨差动控制（2篇） l 太阳能无人机轨迹优化（1篇） 国内研究现 状 前人研究的可发掘之处 l 柔性机翼的动力学建模可与控制结合 l 螺旋桨差动可以在纵向通道运用实现俯仰控制 l 滑模变动态逆理论在纵向通道控制分配的应用 l 研究俯仰通道的运动，分析整个运动过程中的能 源消耗。 l 高度势能储能方法的深入研究 研究目标 建立柔性机翼动力学模 型 实现俯仰保持及速度保 持 实现能源约束下的轨迹 优化 实现连续多昼夜飞行实现连续多昼夜飞行 研究方法 指令控制律 控制分 配 动力学 模型 输出 经典PID 滑模变结构 伪逆法 主动集 柔性机翼新模 型 能源约 束 论文结构 动力学建模 基于某型无人机计算气动数据 建立六自由度动力学方程 考虑柔性机翼等效问题 纵向控制方 法设计 基于纵向位置差的螺旋桨差动理论 多矢量螺旋桨控制分配理论 纵向动态响 应特性分析 是否收敛/最大俯仰角/俯仰速率/ 减少控制时间 ，优化能源，提高鲁棒性 高度势能储 能规划 飞行过程研究 不同情况下能源消耗对比 难点 柔性机翼建模理论复杂 纵向差动理论研究参考文献较少 多桨控制分配可能会遇到阈值限制或者不收敛 高度势能储能方法还未深入研究 现存或可能存在的问题现存或可能存在的问题 解决办法解决办法 考虑在可接受范围内的模型简化以及等价 类比航向差动理论。模型尽可能贴切。多查找新文献 多种控制分配方法比较，控制律设计 继续阅读文献，请教导师 研究进度安 排 起始时间时间终终止时间时间工作内容 2013年12月2013年1月 阅读文献，完成太阳能无人机纵向建 模 2014年 2 月2014年 5月 飞机纵向问题分析，设计控制方法， 研究纵向飞行特性，实现控制分配算 法。实现高度分析