王睿, 祝小平, 周洲

(1.西北工业大学 无人机特种技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072;2.西北工业大学 无人机研究所, 陕西 西安 710072)

多螺旋桨太阳能无人机横航向操稳特性研究

王睿1, 祝小平2, 周洲1

(1.西北工业大学 无人机特种技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072;2.西北工业大学 无人机研究所, 陕西 西安 710072)

首先分析了大型高空长航时太阳能无人机由于超大展弦比和高效多螺旋桨带来的航向阻尼增量和航向操纵导数,接着分析了由此带来的横航向动态特性变化,并结合多螺旋桨的操纵特性，提出了多桨航向控制方法,最后进行了仿真验证。结果表明,分布式多桨布局对提高该类无人机的横航向稳定性有较大作用,以多桨的转速变化量最小为目标的最优化航向控制分配方法对超长航时飞行很有利。

太阳能无人机; 多螺旋桨; 动态特性; 最优航向控制

引言

太阳能无人机由于不受能源的限制,理论上可以实现“永久飞行”,特别适合执行超长时间的侦察、监视和通信中继等任务,因此是未来无人机的一个重要发展方向。国外已经出现了多种型号的高空长航时太阳能无人机,而国内正处于快速起步阶段[1]。

对于大型高空长航时太阳能无人机,由于太阳能的能量有限,为了实现高空超长航时飞行,需要具有很高的升阻比和推进效率,因此展弦比很大,而且由于单台螺旋桨难以满足大型高空长航时太阳能无人机的动力需求,因此多螺旋桨成为必然选择[2]。……