新型涵道四旋翼飞行器总体∕飞控一体化设计

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1、第49卷第2期2017年4月南京航空航JournalofNanjingUniversityDOI：10．16356／j．1005—2615．2017．02．013天大学ofAeronautics学报8LAstronautics新型涵道四旋翼飞行器总体／飞控一体化设计范瑶朱清华(南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京，210016)V01．49No．2Apr．2017摘要：针对一种新型涵道四旋翼飞行器，提出了一种总体／飞控一体化的方案设计方法。首先，在满足设计要求的前提下，提出3种构型方案。然后，建立总体设计模型和控制模型，利用总体模型对不同构型的涵道四旋翼飞行器进行参数设计，并

2、在控制模型中对不同状态的配平结果和不同构型的控制效果进行对比，得到评估体系。最后，对3种构型方案进行评估，确定设计方案。关键词：涵道四旋翼飞行器；构型方案；总体模型；控制模型；评估中图分类号：V275．3文献标志码：A文章编号：1005—2615(2017)02一0231一08GeneralLayout／FlightControlIntegratedDesignforNoVelDuctedQuadrotorAircraftFANY么o，ZHUQi扎g矗“口(NationalKeyLaboratoryofScienceandTechn0109yonRotorcraftAeromechanics，

3、NanjingUniVersityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Aconceptualdesignmethodofintegratedgenerallayout／flightcontrolispresentedforanewductedquadrotoraircraft．Firstly，underthepremiseofmeetingthedesignrequirements，threeconfigu—rationschemesforaircraftareproposed．Secondly，theoverall

4、designmodelandcontrolmodelarees—tablished．Theparametricdesignofductedquadrotoraircraftwithdifferentconfigurationsiscarriedoutbyusingtheoveralldesignmodel，atthesametime，thebalancingresultsfordifferentstatesandthecontr01effectsofdifferentconfigurationsschemesarecomparedinthecontrolmodel．Then，anevalua—

5、tionsystemisobtained．Finally，threeschemesareevaluatedtodecidethefinaldesign．Keywords：ductedquadrotoraircraft；configurationdesign；overalldesignmodel；flightcontrolmodel；evalllation近年来，如何解决城市道路交通拥堵，提高包括救援、巡逻在内的各种社会保障工作的效率，以及提升交通生活品质等问题得到了大众的广泛关注。本文就此提出了一种单人全电涵道旋翼飞行器，根据使用要求，该飞行器具有垂直起降、体积较小、低速前飞、安全性高、可靠性

6、高以及操纵简单和控制便捷等优点。本文主要针对此新型涵道飞行器的总体／飞控一体化设计进行相关研究。首先，针对飞行器的使用要求，确定主要设计要求，提出3种构型方案。利用实验室样机的设计经验，建立总体设计模型和控制模型。然后，在两种模型的基础上，采用层次分析法与灰色模糊综合评估的方法对各方案进行评估，确定方案。收稿日期：2016—12—15；修订日期：2017一03一01通信作者：朱清华，男，副教授，E-mail：zhuqinghua@nuaa．edu．cn。引用格式：范瑶，朱清华．新型涵道四旋翼飞行器总体／飞控一体化设计[J]．南京航空航天大学学报，2017，49(2)：231238．FANYao

7、，ZHUQinghua．Generallayout／flightcontr01integrateddesignfornovelductedquadrotoraircraft[J]JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，2017，49(2)：23卜238．232南京航空航天大学学报第49卷1总体布局1．1设计要求依据飞行器的使用环境和