四旋翼飛機(jī)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-11-25
四旋翼飛機(jī)的視頻教程
基于workbench的飛機(jī)旋翼雙向流固耦合分析(FSI)
本視頻通過(guò)Workbench的System Coupling模塊（即Fluent + Transient Structural）進(jìn)行飛機(jī)旋翼/螺旋槳的雙向流固耦合分析（FSI）;考慮彈性變形的影響即考慮揮舞、擺振、扭轉(zhuǎn)的影響，進(jìn)行氣動(dòng)力和強(qiáng)度的分析；包含 Workbench環(huán)境下，三個(gè)模塊的詳細(xì)設(shè)置直至計(jì)算以及結(jié)果；希望對(duì)大家有所幫助，同時(shí)，有任何問(wèn)題可以私信我！探討學(xué)習(xí)進(jìn)步！
￥49 52分鐘 2019播放
查看
旋翼飛機(jī)設(shè)計(jì)分析系列課程13講（入門(mén)+進(jìn)階）
1.助您迅速掌握旋翼飛機(jī)設(shè)計(jì)分析和仿真的相關(guān)操作，實(shí)現(xiàn)入門(mén)和進(jìn)階的過(guò)程。 2.涉及的軟件有，CATIA,ICEM, FLUENT,MATLAB,ISIGHT,WORKBENCH等。 3.包括三維建模，氣動(dòng)仿真，噪聲，流固耦合，優(yōu)化等內(nèi)容。 4.課程主體是以簡(jiǎn)單的案例做的教學(xué)指導(dǎo)，實(shí)際的工程問(wèn)題更加復(fù)雜和個(gè)性化，需要繼續(xù)結(jié)合實(shí)際探索！
￥349 9小時(shí)52分鐘 1495播放
查看
SimSolid使用體驗(yàn)分享-四旋翼無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)仿真分析
SimSolid試用體驗(yàn)分享-四旋翼無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)仿真分析 適用人群：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師、CAE工程師 SimSolid試用體驗(yàn)分享-四旋翼無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)仿真分析（免費(fèi)）【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2020-08-27 19:30 Altair SimSolid是專(zhuān)為設(shè)計(jì)工程師開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)分析軟件且極具創(chuàng)新性。
免費(fèi) 59分鐘 1219播放
查看
四旋翼飛機(jī)的實(shí)例教程
摘 要
四旋翼飛機(jī)由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操縱性差等缺點(diǎn)導(dǎo)致其研究進(jìn)展較為緩慢。近些年來(lái)，隨著新型材料、微機(jī)電（MEMS）、微慣導(dǎo)（MIMU）技術(shù)和飛行控制理論的發(fā)展，四旋翼無(wú)人直升機(jī)獲得了越來(lái)越多地關(guān)注。
四旋翼無(wú)人直升機(jī)在軍事和民用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，可用來(lái)環(huán)境監(jiān)視、情報(bào)搜集、高層建筑實(shí)時(shí)監(jiān)控、協(xié)助和救助、電影拍攝和氣象調(diào)查等；它還是火星探測(cè)無(wú)人飛行器的重要的研究方向之一。
本文針對(duì)小型四旋翼無(wú)人直升機(jī)，以TMS320F28335為核心，設(shè)計(jì)了四旋翼無(wú)人直升機(jī)控制器的軟硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了近地環(huán)境下的姿態(tài)控制。
首先，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、軟硬件整體進(jìn)行設(shè)計(jì)。按功能將控制系統(tǒng)劃分成機(jī)體平臺(tái)、控制器模塊、傳感器模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通訊模塊六個(gè)獨(dú)立的模塊。
為了克服A/D轉(zhuǎn)換存在的偏差和高頻噪聲問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了軟件矯正算法數(shù)字低通濾波器，減少了A/D偏差，降低了高頻噪聲。
姿態(tài)控制是飛行控制的核心問(wèn)題，四旋翼無(wú)人直升機(jī)的結(jié)構(gòu)特殊性決定了其控制器設(shè)計(jì)的特殊性：四旋翼無(wú)人直升機(jī)通過(guò)四個(gè)螺旋槳實(shí)現(xiàn)對(duì)六個(gè)被控量的控制，是一個(gè)欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本文建立了四旋翼無(wú)人機(jī)的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)計(jì)了PID控制器進(jìn)行姿態(tài)控制。仿真和實(shí)際系統(tǒng)控制結(jié)果表明，該P(yáng)ID控制器可以得到較好的姿態(tài)控制效果，驗(yàn)證了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性。
關(guān)鍵詞：四旋翼無(wú)人直升機(jī)，控制器，捷聯(lián)慣導(dǎo)，DSP
一、緒論
1.1 引言
與固定翼飛機(jī)相比，旋翼機(jī)具有垂直起降的能力。四旋翼直升機(jī)是一種外形獨(dú)特的旋翼機(jī)，國(guó)外對(duì)四旋翼飛機(jī)有多種叫法，如four-rotor、Quardrotor、X4-Flyer、4 rotors helicopter等等。
由于結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，四旋翼直升機(jī)在操縱性和機(jī)械機(jī)構(gòu)方面具有很多潛在的優(yōu)勢(shì)。
展開(kāi) 這意味著它們不需要跑道，但它們?cè)谇靶酗w行中使用的動(dòng)力也比四旋翼飛機(jī)少。
通常，它們有四個(gè)（或更多）水平方向的螺旋槳/電機(jī)單元，用于垂直移動(dòng)，還有一個(gè)垂直方向的后螺旋槳/電機(jī)，在巡航時(shí)推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)。不過(guò)一旦無(wú)人機(jī)真的進(jìn)入固定翼模式，四個(gè)垂直方向的螺旋槳就會(huì)被關(guān)閉，產(chǎn)生空氣動(dòng)力阻力。
一種替代方案是使用電動(dòng)從水平方向傾斜到垂直方向的螺旋槳，不過(guò)這增加了機(jī)械的復(fù)雜性、重量和動(dòng)力使用。取而代之的是，F(xiàn)ixar的四個(gè)螺旋槳/電機(jī)安裝在一個(gè)框架上，該框架相對(duì)于無(wú)人機(jī)的其他部分向前和向后擺動(dòng)。
起飛和降落的時(shí)候，那個(gè)框架與飛機(jī)的機(jī)身水平對(duì)調(diào)，讓它可以作為四翼機(jī)使用。但一旦要使用固定翼時(shí)，前部螺旋槳的扭矩就會(huì)減小，而后部螺旋槳的扭矩就會(huì)增大。這將導(dǎo)致框架被動(dòng)地向前傾斜，因此它和連接的螺旋槳現(xiàn)在與無(wú)人機(jī)的其他部分保持垂直。
因此，只需要4個(gè)（而不是5個(gè)）螺旋槳，它們?cè)谌魏螘r(shí)候都不會(huì)閑置，也不需要伺服系統(tǒng)來(lái)傾斜它們。而且由于Fixar的機(jī)翼在巡航時(shí)提供升力，所以在前行飛行時(shí)，電機(jī)不需要像四旋翼飛機(jī)上的電機(jī)那樣努力工作。在Coriolis g的Vogi無(wú)人機(jī)中也采用過(guò)類(lèi)似的系統(tǒng)，不過(guò)它利用的是更復(fù)雜的連桿設(shè)置。
一位Fixar代表表示，他們公司的無(wú)人機(jī)最大飛行時(shí)間可達(dá)1小時(shí)，最高時(shí)速為72公里/小時(shí)（45英里/小時(shí)），有效載荷容量為2公斤（4.4磅），并且能夠完全自主飛行，售價(jià)為2萬(wàn)美元起。
而有趣的是，這款無(wú)人機(jī)最近獲得了加拿大交通部的批準(zhǔn)，可以在該國(guó)受控和不受控空域以及靠近人的地方進(jìn)行高級(jí)作業(yè)。
展開(kāi) 本文來(lái)自：電網(wǎng)頭條
原標(biāo)題：西藏山南：首次運(yùn)用“無(wú)人機(jī)”巡線(xiàn) 保障高原電網(wǎng)“迎峰度冬”
2020年12月14日，西藏自治區(qū)山南供電公司工作人員和安徽省電力有限公司援藏幫扶技術(shù)人員首次利用“四旋翼無(wú)人飛機(jī)”對(duì)該市乃東區(qū)220千伏山（南）拜（珍）線(xiàn)路進(jìn)行巡檢，確保高原電網(wǎng)“迎峰度冬”。
當(dāng)日，西藏自治區(qū)山南供電公司工作人員和安徽省電力有限公司援藏幫扶技術(shù)人員通過(guò)遙控“四旋翼無(wú)人飛機(jī)”對(duì)轄區(qū)巡檢的輸電線(xiàn)路進(jìn)行了實(shí)時(shí)信息采集。
據(jù)了解，通過(guò)四旋翼無(wú)人飛機(jī)對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行巡檢，可實(shí)現(xiàn)高空線(xiàn)路影像多角度、全方位拍攝，高塔及附近可疑點(diǎn)的實(shí)貌也會(huì)被完全紀(jì)錄。地面技術(shù)人員可通過(guò)傳送回來(lái)的影像進(jìn)行分析判斷，迅速確認(rèn)線(xiàn)路狀況，大大提高了高原輸電線(xiàn)路運(yùn)維工作的效率和質(zhì)量。
為確保西藏山南市電網(wǎng)在冬季用電高峰時(shí)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，西藏山南供電公司實(shí)行無(wú)人機(jī)和人工協(xié)同作業(yè)的轄區(qū)電網(wǎng)巡檢模式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除山南市輸電線(xiàn)路安全隱患，保障全市供電線(xiàn)路安全“迎峰度冬”。
（本文來(lái)自：電網(wǎng)頭條，由金巡獎(jiǎng)?wù)怼１咎?hào)所刊發(fā)文章僅為學(xué)習(xí)交流之用，無(wú)商業(yè)用途，向原作者致敬。因某些文章轉(zhuǎn)載多次無(wú)法找到原作者在此致歉，若有侵權(quán)請(qǐng)告知，我們將及時(shí)刪除，本文僅供學(xué)習(xí)交流、我們注重分享，勿作商用，版權(quán)歸原作者。）
展開(kāi) 相反的，一架不穩(wěn)定的飛機(jī)需要飛行員持續(xù)不斷的保持注意力以維持飛機(jī)的控制。
有很多因素影響自旋翼機(jī)的穩(wěn)定性。其中一個(gè)是水平安定面的位置。另一個(gè)是機(jī)身阻力與重心的關(guān)系。第三個(gè)是繞俯仰軸的慣性距，第四個(gè)是螺旋槳推力線(xiàn)與重心的垂直位置的關(guān)系。
然而最重要的因素是旋翼力的作用線(xiàn)和重心水平位置的關(guān)系。
[水平安定面]
水平安定面有助于增加縱向的穩(wěn)定性，離開(kāi)重心越遠(yuǎn)越是有效。因?yàn)樯φ扔谒俣鹊钠椒剑燥w行速度越高水平安定面也就越有效，由于自旋翼機(jī)的速度不是很高，制造者可以通過(guò)改變水平安定面的大小，調(diào)整到重心的距離，或者放置在螺旋槳滑流(slipstream)中來(lái)獲得期望的穩(wěn)定性。
[機(jī)身阻力 (壓力中心)]
如果機(jī)身阻力或者壓力中心位于重心的后面，自旋翼機(jī)被認(rèn)為是更穩(wěn)定的設(shè)計(jì)。對(duì)于繞垂直軸的偏航運(yùn)動(dòng)尤其是這樣。為了達(dá)到這個(gè)條件就必須有足夠大的垂直尾翼面。另外，自旋翼機(jī)需要一個(gè)平衡的縱軸壓力重心以獲得足夠的周期運(yùn)動(dòng)（cyclicmovement）防止機(jī)頭壓低或者抬升, 當(dāng)速度增加時(shí)前面的區(qū)域聚集了很多的壓力。
[俯仰慣量]
不用改變整體重量和重心位置，把重量配置得離重心越遠(yuǎn)，自旋翼機(jī)就越穩(wěn)定。例如，將飛行員的座位從重心向前移，將發(fā)動(dòng)機(jī)從重心向后移，保持重心不變的情況下，自旋翼機(jī)會(huì)變得更加穩(wěn)定。這和走鋼絲者(tightrope walker)用一根長(zhǎng)棍來(lái)增加自身的平衡是相同的原理。
[螺旋槳推力線(xiàn)]
僅針對(duì)螺旋槳推力線(xiàn)本身而言，如果高于重心，當(dāng)增加推力的時(shí)候，自旋翼機(jī)會(huì)有頭部向下的趨勢(shì)，而推力減小是會(huì)有抬頭的趨勢(shì)。螺旋槳推力線(xiàn)低于重心時(shí)，相反的情況會(huì)發(fā)生。如果推力線(xiàn)恰好通過(guò)重心或者在附近通過(guò)時(shí)，自旋翼機(jī)就不會(huì)有頭部
俯仰的動(dòng)作發(fā)生。如圖16-9所示。
圖 16-9.螺旋槳推力線(xiàn)高于重心的自旋翼機(jī)通常稱(chēng)為低姿(LowProfile)自旋翼機(jī)。
展開(kāi) 動(dòng)態(tài)建模：
Fligtmare為三個(gè)四旋翼動(dòng)力學(xué)提供了一個(gè)靈活的接口：一個(gè)基于Gazebo的四旋翼動(dòng)力學(xué)，真實(shí)的動(dòng)力學(xué)，和一個(gè)經(jīng)典的四旋翼動(dòng)力學(xué)的并行實(shí)現(xiàn)。四旋翼被建模為一個(gè)由四個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的剛體。我們使用四旋翼動(dòng)力學(xué)，已用于設(shè)計(jì)控制算法的真實(shí)四旋翼實(shí)驗(yàn)：
其中PWB是位置，VWB是四旋翼在W中的線(xiàn)速度,D = diag(dx, dy, dz)是一個(gè)常數(shù)對(duì)角線(xiàn)矩陣，它定義了轉(zhuǎn)子-阻力系數(shù)，這是一個(gè)在四旋翼的速度上的線(xiàn)性效應(yīng)。使用一個(gè)單位四元數(shù)qWB來(lái)表示四旋翼的方向和使用ωWB表示身體框架B中的身體速率，g = [0, 0, ?gz]T，gz = 9.81 m s?2是重力矢量，和Λ(ωB)是一個(gè)斜對(duì)稱(chēng)矩陣。此外，c = [0, 0, c] 是質(zhì)量歸一化的推力向量。單轉(zhuǎn)子推力的轉(zhuǎn)換[f1, f2, f3, f4]到質(zhì)量歸一化推力c和身體力矩表示為 η。
其中m是四旋翼的質(zhì)量，l是臂長(zhǎng)。我們將單個(gè)轉(zhuǎn)子推力的動(dòng)力學(xué)建模為一階系統(tǒng)f˙ = (fdes ? f)/α，其中α為時(shí)滯常數(shù)。實(shí)現(xiàn)了歐拉和四階龍格-庫(kù)塔方法來(lái)積分動(dòng)力學(xué)方程。
模擬速度：
使用一臺(tái)12核英特爾(R)核心(TM)i7-8850HCPU高達(dá)2.60GHz的筆記本電腦的模擬速度，評(píng)價(jià)結(jié)果如下圖所示。
點(diǎn)云計(jì)算和路徑規(guī)劃：
現(xiàn)有的模擬器并不能提供一個(gè)有效的API來(lái)訪(fǎng)問(wèn)環(huán)境的3D信息，然而，大量的算法都需要這些信息。
展開(kāi) 
四旋翼飛機(jī)的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
四旋翼飛機(jī)的最新內(nèi)容
2024年4月19日，“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高性能計(jì)算”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)“面向新一代國(guó)產(chǎn)超算系統(tǒng)的民用飛機(jī)多學(xué)科聯(lián)合設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與軟件”項(xiàng)目啟動(dòng)暨實(shí)施方案論證會(huì)在無(wú)錫順利召開(kāi)。
該項(xiàng)目由西北工業(yè)大學(xué)牽頭，聯(lián)合國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心、中航通飛華南飛機(jī)工業(yè)有限公司、中國(guó)商飛北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心、浙江大學(xué)等單位共同承擔(dān)。
△全體合影
△活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)
探索超算奧秘
看過(guò)哆啦A夢(mèng)的同學(xué)一定對(duì)竹蜻蜓十分熟悉，想必小時(shí)候大家都曾幻想過(guò)戴著它遨游太空。
隨著科技的發(fā)展，雖然我們無(wú)法直接帶上竹蜻蜓帽子飛上天空，但是通過(guò)操縱“竹蜻蜓”，還是能很大程度的滿(mǎn)足我們翱翔天空的愿望。近年來(lái)，四旋翼飛行器可謂是航空領(lǐng)域的寵兒。無(wú)論是“小巧會(huì)飛的照相機(jī)”，還是飛行器大賽的種子選手，亦或是電力巡檢、快遞投送、救援搶險(xiǎn)的小能手
旋翼無(wú)人飛行器具有垂直起降／著陸、可懸停、機(jī)動(dòng)性好及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等多種優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論是在軍事領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域，都有非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
作為垂直／短距起降飛行器，多旋翼無(wú)人飛行器不受起降場(chǎng)地的限制，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，一直是各國(guó)軍方關(guān)注的焦點(diǎn)。多旋翼無(wú)人飛行器與常規(guī)的飛行器相比，具有垂直起降、著陸、懸停、縱飛和側(cè)飛等飛行特性。隨著近年來(lái)微電子、微機(jī)械、計(jì)算機(jī)技術(shù)及電池等技術(shù)的飛速發(fā)展，小型四旋翼無(wú)人機(jī)的體積
“
四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行原理
2023 年 3 月 1 日? 5 分鐘閱讀
空中無(wú)人機(jī)主要有兩大類(lèi)：能夠垂直起降 (VTOL) 的旋翼機(jī)和固定翼飛行器。與固定翼系統(tǒng)相比，旋翼無(wú)人機(jī)具有重要優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兛梢詰彝＃ū３趾愣ǜ叨龋┎⑶彝ǔ８子诳刂坪筒僮鳌Ｈ欢嘈硪灿邢忍斓娜秉c(diǎn)，最重要的是飛行時(shí)間和航程有限。即使是現(xiàn)代和創(chuàng)新的電動(dòng)無(wú)人機(jī)也有大約 20-30 分鐘的有限飛行時(shí)間，具體取決于飛行條件。高端艙中很少有人能達(dá)到接近一小時(shí)的飛行時(shí)間
蘇黎世大學(xué)一個(gè)研究小組開(kāi)發(fā)了一種高度靈活的四旋翼無(wú)人機(jī)，能夠避開(kāi)障礙物并進(jìn)行軌跡跟蹤。
新設(shè)計(jì)包括添加機(jī)載視覺(jué)傳感器、飛行控制監(jiān)控系統(tǒng)和一系列其他組件，旨在提高無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)接收和處理飛行信息的能力。
他們還添加了一個(gè)高級(jí)AI模塊NVIDIA Jetson TX2，該模塊能夠快速執(zhí)行支持無(wú)人機(jī)硬件的復(fù)雜任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)靈活的飛行。
研究人員在廣泛的飛行范圍內(nèi)測(cè)試了他們的無(wú)人機(jī)，從緩慢和穩(wěn)定，
摘要
最先進(jìn)的四旋翼模擬器都有一個(gè)剛性和高度專(zhuān)業(yè)化的結(jié)構(gòu)：它們要么是快速的，要么是物理上很精確的，要么很逼真的；但這次我們介紹一種新的四旋翼模擬器：Flightmare。
Fligtmare是一個(gè)模塊化和具有靈活性四旋翼模擬器，主要由兩個(gè)獨(dú)立的組件組成（統(tǒng)一編輯器建立的逼真的渲染引擎、四旋翼動(dòng)力學(xué)模擬）。它的兩個(gè)組件是完全解耦的
AB6 JetQuad由位于德克薩斯州的航空航天公司FusionFlight制造，被認(rèn)為是一個(gè)擁有四個(gè)微型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)而不是旋翼的四旋翼飛機(jī)。
跟AB5相比，發(fā)動(dòng)機(jī)得到了改進(jìn)，燃料和電氣系統(tǒng)、框架（現(xiàn)在可以保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)）和推力矢量系統(tǒng)也得到了改進(jìn)--后者允許發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴獨(dú)立地向前和向后傾斜，這能讓飛機(jī)進(jìn)行垂直起飛和降落、在原地懸停并過(guò)渡到向前飛行。
而且由于Fixar的機(jī)翼在巡航時(shí)提供升力，所以在前行飛行時(shí)，電機(jī)不需要像四旋翼飛機(jī)上的電機(jī)那樣努力工作。在Coriolis g的Vogi無(wú)人機(jī)中也采用過(guò)類(lèi)似的系統(tǒng)，不過(guò)它利用的是更復(fù)雜的連桿設(shè)置。
當(dāng)日，西藏自治區(qū)山南供電公司工作人員和安徽省電力有限公司援藏幫扶技術(shù)人員通過(guò)遙控“四旋翼無(wú)人飛機(jī)”對(duì)轄區(qū)巡檢的輸電線(xiàn)路進(jìn)行了實(shí)時(shí)信息采集。
據(jù)了解，通過(guò)四旋翼無(wú)人飛機(jī)對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行巡檢，可實(shí)現(xiàn)高空線(xiàn)路影像多角度、全方位拍攝，高塔及附近可疑點(diǎn)的實(shí)貌也會(huì)被完全紀(jì)錄。
