双涵道风扇垂直起降飞行器的设计与实现

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1、孑沒nf^乂章SouthChinaUniversityofTechnology工程硕士学位论文双涵道风扇垂直起降飞行器的设计实现作者姓名____________刘晨__________工程领域_________控制工程校内指导教师裴海龙教授校外指导教师张达科副研究员所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2015年3月TheDesignandRealizationofATwinDucted-fanVerticalTakeoffandLandingUAVADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandi

2、date：LiuChenSupervisor:Prof.PeiHailongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：学校代号：10561学号：201221014276华南理工大学硕士学位论文双涵道风扇垂直起降飞行器的设计与实现作者姓名：刘晨指导教师姓名、职称：裴海龙教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：控制工程研究方向：嵌入式系统技术论文提交日期：2015年3月24日论文答辩日期：2015年3月25日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：张达科委员：裴

3、海龙谢巍魏武学位论文原创性声明本人郑屯卢明：所M交的论义坫本人在导师的指导下独立进行研宄所收得的研宂成果，除/文中特别加以标注引用的内容外•本论文不毡含任问儿他个入或集休己经发衣或撰写的成梁作品u对木文的研宄做出艰要贡献的个人和巢体•均己在文中以明确庁式标明。木人完全总识到木卢明的法俅后果山本人承担，fM•签名：?s^wm：>

4、^p5/i^Su学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定•即:研宂生在校攻读学位期间沦文:丨:作的知i只产权竽位屈屮南理I:大学*学校有权保介并向闽家有关部n或机构送交论文的y【:i

5、MT•和电子版•允i午学位沦文被g阅（除在保密期内的保密论文外）：学校可以公布学位论文的全部或部分内郛•可以允许采用影印、缩印或其它誕制乎段保存、汇编学位沦文。4人电子文梏的内斿和纸质i仑文的内奔相一致=本学位沦文诚于：□保密•在_____年解密后适用本授权14./不保密•间总在校阔网上发布•供校内师卞和与学校宵兴亨协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中闺学术期W(光说版）电子杂志社个文出版和编入CNKI《屮丨U知i只资源总你>，传播卞位论文的企部戍部分内(iff在以上相应方椎内打“V">諸签名：合、氣I通；Hs’耳指异教帅签名：日期k/s

6、S3日：摘要近年来，小型无人飞行器的研制在民用以及国防领域取得了很大的发展，拥有广阔的应用前景。本文所研究双涵道风扇垂直起降飞行器采用双涵道风扇作为飞行器的动力输出，通过改变涵道体的转速以及倾转角实现飞行器的控制。基于这款自主研发的新型双涵道风扇无人飞行器，本文分析了它的机械结构特点，通过分析机体和各部件的气动特性为其建立了数学模型，并进行数值仿真验证了其模型正确性。最后设计了飞行器的控制器，并验证了其可行性和有效性，为实验室今后此种类型飞行器的研究积累一定的经验和数据。本文首先通过查阅文献和资料，对比分析大量涵道飞行器的研制经验，设计并研制了

7、新型的双涵道飞行器机械系统。接着，介绍了在该新型双涵道飞行器上搭载的飞行控制软硬件系统。然后，通过细致的分析双涵道飞行器的动力学特性，建立了其非线性数学模型。之后，通过对双涵道飞行器的非线性模型进行数值仿真的方法，验证其合理性和正确性。最后，设计了双涵道飞行器的控制器系统并验证了其可行性和有效性。关键词：无人飞行器；双涵道；数学建模；数值仿真；控制器设计IAbstractInrecentyears,thedevelopmentofUAVhasaccomplishedalotindomesticuseandnationaldefensewhich

8、hasapromisingfuture.Thetwinducted-fanverticaltakeoffandlandingUAVthatthispaperstudiesutilizestwoducted-fansasthepoweroutputfortheaircraftandrealizestheattitudecontroloftheaircraftthroughchangingtherotatespeedandtiltangle.Basedonthisnewlyself-developedtwinductedfanUAV,thispap

9、eranalyzeditsmechanicalstructureandbuiltthemathematicalmodelthroughanalyzin