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某无人机撞网回收系统动力学仿真

湖南大学学报（自然科学版） 2011年第10期38卷 34-38页

作者：文桂林文登尹汉锋金秋谈周华湖南大学特种装备先进设计与仿真教育部重点实验室湖南长沙410082

以某无人机撞网回收系统为例,基于LS-DYNA软件,提出了柔性带、阻尼器等关键部件的建模方法,建立了系统有限元仿真模型,进行了不同入网位置的动力学仿真计算,并用试验验证了仿真模型的准确性.仿真和试验结果表明:本文建立的无人机撞网回... 详细信息

以某无人机撞网回收系统为例,基于LS-DYNA软件,提出了柔性带、阻尼器等关键部件的建模方法,建立了系统有限元仿真模型,进行了不同入网位置的动力学仿真计算,并用试验验证了仿真模型的准确性.仿真和试验结果表明:本文建立的无人机撞网回收系统模型具有较好的工程适用性,提出的动力学建模仿真方法具有一定的通用性.

关键词：无人机撞网回收动力学仿真

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无人机新型撞网回收系统设计与数值仿真

兵器装备工程学报 2022年第4期43卷 224-229页

作者：蔡亮闫兆武南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063 南昌航空大学通航学院南昌330063

针对25 kg固定翼无人机设计了一种带有阻力伞的L形网的撞网回收系统。将柔性网和阻力伞作为撞网回收系统的阻尼装置,利用柔性网吸能缓冲和阻力伞的空气阻力达到无人机在撞网回收中以低过载平稳回收。回收过程依据阻尼力的变化将无人机... 详细信息

针对25 kg固定翼无人机设计了一种带有阻力伞的L形网的撞网回收系统。将柔性网和阻力伞作为撞网回收系统的阻尼装置,利用柔性网吸能缓冲和阻力伞的空气阻力达到无人机在撞网回收中以低过载平稳回收。回收过程依据阻尼力的变化将无人机撞网回收过程分为3个阶段,根据阻尼力的特点并对每一回收阶段作出相关假设分别进行动力学建模,运用ANSYS/LS-DYNA和Matlab/Simulink进行动力学模型仿真。结果表明:25 kg固定翼无人机以30 m/s的速度,飞向带有8个有效阻力面积为1.69 m^(2)的阻力伞的L形网,回收过程中的无人机峰值过载约为6.1 g,可达到无人机快速平稳回收的目的。

关键词：无人机撞网回收柔性绳网动力学建模数值仿真

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舰载无人机撞网回收自适应制导技术

飞行力学 2015年第1期33卷 43-47页

作者：蒋毅孙春贞王凯南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

针对无人机自动着舰撞网回收过程中目标舰船处于运动状态的特点,借鉴导弹导引律的比例导引法提出了基于视线角的制导律,并引入反步法的设计思想以提高制导律的自适应性。基于视线角的制导律使无人机的轨迹倾斜角变化率与视线角变化率成... 详细信息

针对无人机自动着舰撞网回收过程中目标舰船处于运动状态的特点,借鉴导弹导引律的比例导引法提出了基于视线角的制导律,并引入反步法的设计思想以提高制导律的自适应性。基于视线角的制导律使无人机的轨迹倾斜角变化率与视线角变化率成比例,通过控制视线角来跟踪下滑轨迹倾斜角。采用该导引律可以减小无人机运动对目标舰船参数变化的敏感性,从而获得较为稳定的下滑轨迹。仿真结果表明了该制导律的可行性,并且该制导律具有较强的鲁棒性。

关键词：无人机自动着舰撞网回收比例导引

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一种舰载无人机动态撞网回收控制器设计

电光与控制 2016年第7期23卷 64-69,78页

作者：刘长秀陈欣李春涛南京航空航天大学自动化学院南京210016

借鉴导弹导引规律中的比例导引方法,提出了一种基于高度变化率的制导规律,采用此方法可以减小无人机运动对回收网参数变化的敏感性,从而获得较为平直稳定的下滑轨迹。同时,针对无人机自动撞网回收过程中回收网网心随海浪运动的特点,应... 详细信息

借鉴导弹导引规律中的比例导引方法,提出了一种基于高度变化率的制导规律,采用此方法可以减小无人机运动对回收网参数变化的敏感性,从而获得较为平直稳定的下滑轨迹。同时,针对无人机自动撞网回收过程中回收网网心随海浪运动的特点,应用鲁棒伺服LQR(RSLQR)的控制方法,以高度变化率(H)为主被控变量,设计了鲁棒伺服控制律,该控制结构鲁棒性强、控制精度高,满足动态撞网回收的性能指标。非线性仿真结果验证了该方法的可行性,表明采用此方法可以消除外界风干扰导致的位置误差,同时又可以提高系统的快速性、准确性以及鲁棒性等性能指标。

关键词：无人机撞网回收鲁棒伺服比例导引

基于趋近律滑模最优控制的无人机撞网回收轨迹控制

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电光与控制 2014年第9期21卷 58-60,84页

作者：李若兰甄子洋龚华军南京航空航天大学自动化学院南京210016

针对舰载无人机撞网回收过程的下滑轨迹跟踪控制问题,在设计基于α-β滤波器的轨迹控制外回路的基础上,着重设计了趋近律滑模控制与最优控制相结合的姿态控制内回路,提高了系统的稳定性并改善了系统的动态性能。以某小型无人机为例进行... 详细信息

针对舰载无人机撞网回收过程的下滑轨迹跟踪控制问题,在设计基于α-β滤波器的轨迹控制外回路的基础上,着重设计了趋近律滑模控制与最优控制相结合的姿态控制内回路,提高了系统的稳定性并改善了系统的动态性能。以某小型无人机为例进行了撞网回收全过程三维数值仿真,仿真结果表明,该撞网回收着舰轨迹控制系统能够实现下滑过程飞行姿态及轨迹的精确控制,且能够在舰船甲板运动情况下实现较精确的撞网回收。

关键词：小型无人机撞网回收滑模控制最优控制

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水面舰船智能无人机的撞网回收技术

舰船科学技术 2020年第18期42卷 211-213页

作者：王鹏河北公安警察职业学院

撞网回收技术是水面舰船智能无人机研究中的热点,针对当前撞网回收技术存在的缺陷,提出一种新型的水面舰船智能无人机撞网回收技术。首先分析当前水面舰船智能无人机撞网回收技术的研究进展,建立水面舰船智能无人机飞行的环境模型;然后... 详细信息

撞网回收技术是水面舰船智能无人机研究中的热点,针对当前撞网回收技术存在的缺陷,提出一种新型的水面舰船智能无人机撞网回收技术。首先分析当前水面舰船智能无人机撞网回收技术的研究进展,建立水面舰船智能无人机飞行的环境模型;然后对水面舰船智能无人机撞网回收基准轨迹进行预测和跟踪,并根据无人机撞网回收基准轨迹建立撞网回收中心,采用PID控制器对无人机撞网回收效果进行控制;最后对水面舰船智能无人机撞网回收性能进行仿真测试。结果表明,本文技术不仅获得了理想的水面舰船智能无人机撞网回收效果,而且性能要明显优于其他水面舰船智能无人机撞网回收技术,具有实际应用价值。

关键词：水面舰船智能无人机撞网回收仿真测试

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可控阻尼无人机撞网回收装置

可控阻尼无人机撞网回收装置

作者：金泉南昌航空大学

学位级别：硕士

近年来世界各国普遍发展无人机产业,无人机逐渐应用于社会的各个方面。无人机在电力巡检、气象观测等方面使用的十分频繁。固定翼无人机相比于旋翼机有着航时长、载重量大、维护使用方便等优点,广泛受到工程界的青睐。无人机逐步成为一... 详细信息

近年来世界各国普遍发展无人机产业,无人机逐渐应用于社会的各个方面。无人机在电力巡检、气象观测等方面使用的十分频繁。固定翼无人机相比于旋翼机有着航时长、载重量大、维护使用方便等优点,广泛受到工程界的青睐。无人机逐步成为一个重要的设备装载平台,应用于各个重要的领域。配套设备的高科技化、专业化使得固定翼无人机的成本不断上涨。据统计固定翼无人机回收过程是最容易出事故的一个阶段,因此提高无人机的回收技术水平变得极其重要。无人机的回收技术随着科技的发展不断取得进步。比较常见的无人机回收方式有降落伞回收、气垫回收和撞网回收等。其中撞网回收具有造价低廉、回收操作简单、位置精确等优点,比较适合中小型固定翼无人机的回收。本文基于本校对20-30kg级无人机回收的需求,对传统的“单网双杆”式无人机撞网回收方式进行改进。对可控阻尼撞网无人机回收装置进行了原理分析、总体部件设计、仿真分析和强度校核的工作,形成了完整的设计流程。本文设计的可控阻尼无人机撞网回收装置,包括小车拦阻网系统、可控阻尼制动系统、导轨底座系统,能够对无人机进行回收,具有一定的工程应用价值。首先,先确定无人机撞网回收装置的具体技术要求。对组成整个回收系统的各个分系统加以确定。然后利用三维设计软件对各个分系统进行具体的结构设计。其中部件的设计包括小车拦阻网系统的设计、可控阻尼制动系统的设计和导轨底座系统的设计。在基本完成这些部件的参数以后,在SolidWorks中画出各部件的零件模型,并在装配平台中完成整个无人机撞网回收装置的3D建模工作。其次,利用LS-DYNA软件对飞机撞网回收过程的动力学进行仿真分析,分析了撞网过程中飞机的峰值过载和其回收性能。最后,根据仿真的结果,考虑到最恶劣的工况,利用有限元软件ANSYS workbench对应力集中的关键部件进行了强度校核,使得关键部件的强度能够满足基本的回收撞网需求。

关键词：无人机撞网回收 LS-DYNA SolidWorks 结构校核

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基于视觉引导的小型无人机撞网回收技术研究

基于视觉引导的小型无人机撞网回收技术研究

作者：张航南京航空航天大学

学位级别：硕士

小型无人机因其独特的优势在战场上扮演着愈来愈重要的角色,如何将其安全回收是提高效费比的重要因素之一。随着未来战场条件要求变化,复杂条件下的回收技术已成为研究热点。对于复杂条件下无人机的回收,抗干扰性强、精度高、实时性好... 详细信息

小型无人机因其独特的优势在战场上扮演着愈来愈重要的角色,如何将其安全回收是提高效费比的重要因素之一。随着未来战场条件要求变化,复杂条件下的回收技术已成为研究热点。对于复杂条件下无人机的回收,抗干扰性强、精度高、实时性好的视觉精确导引技术相较于传统导航技术有着巨大的应用前景。本文针对小型固定翼无人机的撞网回收方式开展了基于视觉引导的技术研究,主要研究内容为:首先,对国内外视觉导航技术与舰载无人机回收方式的发展进程进行了详细的论述。在学习与研究现有研究成果的基础上,提出了基于视觉引导的无人机撞网回收系统的设计方案,明确了设计要求。据此确立了系统总体的工作流程,建立起整个系统的坐标系。并完成了视觉导航系统必需的图像预处理工作。其次,根据Apriltags识别算法的基本原理,针对无人机撞网回收的特殊需求提出了改进方案。采用局部搜索模式和调整分辨率的策略来提高识别算法的实时性与跟踪性能;设计了位置预估策略,解决相机视野被短暂遮蔽时无信号输出的问题;设计了地标识别判断策略解决了无人机在不同高度都能识别标记问题。再次,设计了无人机的回收参考轨迹线,为不同回收阶段设计了对应的制导跟踪指令。采用共面不共线4点的位姿解算方法,来获取视觉引导信息。采用经典PID控制方法为无人机分别设计了纵向和横侧向通道控制器,并在Matlab数值仿真环境下,对控制算法进行了验证,结果表明所设计的控制器满足要求。最后,基于视觉模块单独验证了改进后算法的可行性与高精度性;基于四旋翼无人机验证了算法对高速移动物体的跟踪能力;基于小型固定翼无人机完成最终飞行试验。分析实际飞行试验数据可以得出,基于视觉引导的撞网回收系统能够精确地引导无人机安全着陆,满足了提出的设计要求。

关键词：小型无人机撞网回收图像预处理改进Apriltags算法位姿解算

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某无人机撞网回收系统动力学仿真分析与优化

某无人机撞网回收系统动力学仿真分析与优化

作者：文登湖南大学

学位级别：硕士

20世纪以来，无人机因具有体积小、造价低、使用方便、机动灵活等特点，被广泛运用于军事和民用的各个领域。无人机回收技术是无人机发展中重要的技术之一，无人机撞网回收是无人机回收的一种重要方式。本文围绕某无人机撞网回收系统，... 详细信息

20世纪以来，无人机因具有体积小、造价低、使用方便、机动灵活等特点，被广泛运用于军事和民用的各个领域。无人机回收技术是无人机发展中重要的技术之一，无人机撞网回收是无人机回收的一种重要方式。本文围绕某无人机撞网回收系统，开展动力学仿真分析与优化工作。无人机撞网回收系统动力学仿真是一个以柔性带仿真为主的复杂非线性问题，主要研究内容如下： 1.提出了一种无人机撞网回收系统结构原理。该回收系统属于“单网三杆”形式，以阻尼器作为主要吸能部件，能够对无人机进行自动回收，具有一定的工程可行性。 2.以仿真分析和试验验证相结合的方法，开展了无人机撞网回收系统关键部件的设计工作，使拉断绳、拦阻网和阻尼器等部件能够满足其功能要求。首先，分别用实体单元与梁单元建立拉断绳模型，同时进行对比分析，得出了符合本文所述系统的设计方案;然后，先后进行了拦阻网材料拉伸试验、单根柔性绳受冲击载荷计算和小柔性绳网仿真等工作，并以此作为基础，对拦阻网进行了设计与仿真;最后，计算了阻尼性能曲线，进行了阻尼器冲击试验，保证了阻尼器模型的正确性。 3.建立并利用回收试验验证了无人机撞网回收系统，分析了其回收性能和回收能力;对回收系统进行改进和分析，使其能够适应更加恶劣的回收环境，最大限度的增加系统的安全系数。 4.综合考虑多种回收工况，对无人机撞网回收系统进行了优化。将无人机入网位置分为正碰、上碰、下碰、右碰、右上碰及右下碰6种工况。在优化设计过程中，我们以拉断力和拉力作为优化设计变量，以无人机回收峰值过载作为优化目标，利用代理模型方法，采用优化算法，综合考虑了6种工况，对无人机撞网回收系统进行优化分析，其回收性能得到改进，回收能力和回收稳定性得到提高。

关键词：无人机撞网回收 LS-DYNA 建模方法回收性能优化