第三章无人直升机的飞行控制技术
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第1篇第一章总则第一条为保障直升机飞行安全,预防事故发生,根据《中华人民共和国民用航空法》、《中华人民共和国民用航空安全保卫条例》等法律法规,结合直升机飞行特点,制定本规定。
第二条本规定适用于中华人民共和国境内所有民用直升机飞行活动,包括但不限于直升机生产、运营、维护、修理、使用、培训、科研、救援等活动。
第三条直升机飞行安全是一项系统工程,涉及多个环节和众多参与者。
各相关部门和单位应按照职责分工,共同做好直升机飞行安全工作。
第四条直升机飞行安全工作应遵循以下原则:(一)预防为主,安全第一;(二)以人为本,科学管理;(三)责任明确,奖惩分明;(四)持续改进,提高安全水平。
第二章组织与管理第五条国家民用航空局(以下简称民航局)负责全国民用直升机飞行安全管理工作,制定直升机飞行安全政策和法规,监督指导地方民航局和各相关部门做好直升机飞行安全工作。
第六条地方民航局负责本行政区域内民用直升机飞行安全管理工作,组织实施民航局制定的直升机飞行安全政策和法规,协调解决直升机飞行安全工作中的重大问题。
第七条直升机运营人应当建立健全直升机飞行安全管理体系,制定直升机飞行安全管理制度,明确飞行安全责任,加强飞行安全管理。
第八条直升机运营人应当设立飞行安全管理部门,配备具有飞行安全专业知识和经验的人员,负责直升机飞行安全管理工作。
第九条直升机运营人应当定期对飞行安全管理人员进行培训,提高其飞行安全管理水平。
第十条直升机运营人应当建立健全直升机飞行安全信息报送制度,及时、准确地向民航局和地方民航局报送直升机飞行安全信息。
第三章飞行准备第十一条飞行前,直升机运营人应当对飞行任务进行全面评估,确保飞行任务的安全可行。
第十二条飞行前,直升机运营人应当对直升机进行全面检查,确保直升机处于良好状态。
第十三条飞行前,直升机驾驶员应当了解飞行任务、气象条件、直升机性能等信息,做好飞行准备。
第十四条飞行前,直升机驾驶员应当检查飞行计划和飞行任务书,确认飞行任务符合飞行规定。
倾转四旋翼无人机直升机模式控制方法作者:孙立志来源:《无人机》2019年第03期随着无人机技术日趋先进,融合无人直升机和固定翼无人机优点的无人机型应运而生。
其中,倾转四旋翼无人机兼具可垂直起降、载重量大及巡航速度高等特点的无,是极具发展潜力的新型无人机种。
采用经典力学理论,对倾转四旋翼无人机进行了力学分析,建立了直升机模式下的模型,得出了其质心运动的动力学方程;确定了在直升机模式下的姿态和位置控制方法,设计了倾转四旋翼无人机各个控制回路的控制结构和控制律。
倾转四旋翼无人机具有可以倾转的旋翼,同时有水平固定机翼,因此在巡航速度、有效载荷上更加突出,在军事和商业方面具有广阔的应用前景,是未来无人无人机发展的一个重要方向。
倾转旋翼机的控制方式主要有两种,一种是直升机控制模式,另一种是固定翼无人机控制模式。
其飞行过程如下,无人机首先在直升机模式下垂直起飞达到一定高度;接着进入过渡飞行阶段,短舱发生倾转,旋翼回转面由平行于机身纵轴逐渐倾转至垂直于机身纵轴,在该阶段,旋翼逐渐转换为提供推力,而升力则由固定翼提供;完成旋翼倾转后,无人机进入平飞模式,以固定翼模式巡航飞行。
在垂直起降的过程中可以按照直升机控制方法来控制,通过改变旋翼的拉力矢量来改变飞行状态;在平飞阶段主要采用固定翼无人机控制模式,通过控制气动舵面的来控制飞行状态。
倾转四旋翼无人机力学模型坐标轴系的定义为便于对倾转四旋翼无人机进行力学分析,需要分别建立机体坐标系和地理坐标系如图1所示。
式中,θ为俯仰角,φ为横滚角,ψ为偏航角。
倾转四旋翼无人机直升机模式下的力学建模利用经典力学对倾转四旋翼无人机进行力学分析,进行以下假设以简化分析:(1)将倾转四旋翼无人机视为刚体,且质量是常数;(2)假设地面为惯性参考系;(3)忽略地球曲率,视地面为平面;(4)假设重力加速度不随飞行高度变化而变化。
由于在直升机模式下前飞速度较慢,气动舵对无人机的受力影响很小,故无人机主要受到旋翼拉力T和重力G的作用。
F3C比的是飞行的规范性航模飞机一般与载人的飞机一样,主要由机翼、尾翼、机身、起落架和发动机和控制系统六部分组成。
1、机翼―――是模型飞机在飞行时产生升力的装置,并能保持模型飞机飞行时的横侧安定。
2、尾翼―――包括水平尾翼和垂直尾翼两部分。
水平尾翼可保持模型飞机飞行时的俯仰安定,垂直尾翼保持模型飞机飞行时的方向安定。
水平尾翼上的升降舵能控制模型飞机的升降,垂直尾翼上的方向舵可控制模型飞机的飞行方向。
3、机身―――将模型的各部分联结成一个整体的主干部分叫机身。
同时机身内可以装载必要的控制机件,设备和燃料等。
4、起落架―――供模型飞机起飞、着陆和停放的装置。
前部一个起落架,后面两面各一个起落架叫前三点式, 前部两面各一个起落架,后面一个起落架叫后三点式。
5、发动机―――它是模型飞机产生飞行动力的装置。
模型飞机常用的动力装置有:橡筋束、活塞式发动机、喷气式发动机、电动机。
较少使用的有:脉冲喷气发动机(重量大,油耗大)、转子发动机(只有OS的一款)空气发动机(上世纪70年代用于室内模型与活塞发动机类似)6、控制系统―――控制系统主要用来控制模型的空中机动,包括起飞降落转向等。
国际规则F3C动作图解一、场地二、预赛A组动作A1.菱形——逆风(进入)/ 逆风(改出)垂直起飞,在平视高度处悬停2秒;后退上升飞行至标记旗1(2)上方2.5m处,任一方向水平自旋转180°(以标记旗延长线为轴)悬停2秒;后退上升飞行至起飞点上方5m处,任一方向自旋转360°悬停2秒;后退下降飞行至标记旗2(1)上方2.5m处,任一方向自旋转180°(以标记旗延长线为轴)悬停2秒;后退下降飞行至起飞区上方,平视高度处悬停2秒;垂直降落。
A2.倒三角形——逆风(进入)/ 逆风(改出)垂直起飞至平视高度,悬停2秒;沿45º后退上升并同时向任一方向自旋转180º至标记旗1(2)正上方;悬停2秒;后退水平飞行并同时以任一方向自旋转360°至标记旗2(1)正上方,悬停2秒;沿45º下降并同时以任一方向自旋180°至起飞区上方,悬停2秒,垂直降落。
无人直升机自主飞行控制技术赖水清;陈传琪;张思;单俊杰【摘要】分析了国内外无人直升机自主飞行控制技术的现状及差距,提出了应重点解决的关键技术,为我国无人直升机自主飞行控制技术发展提供参考.【期刊名称】《直升机技术》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】7页(P65-71)【关键词】无人直升机;自主飞行控制【作者】赖水清;陈传琪;张思;单俊杰【作者单位】中国直升机设计研究所,江西景德镇333001;中国直升机设计研究所,江西景德镇333001;中国直升机设计研究所,江西景德镇333001;海军驻景德镇地区航空军事代表室,江西景德镇333002【正文语种】中文【中图分类】V249.1220 引言20世纪50年代以来,无人直升机在经历了试用、萧条、复苏之后,现已步入加速发展时期。
基于研究成本、市场需求、技术能力、研制周期、工程化水平以及研制风险等因素,目前国内外研发机构均将小型(或微小型)无人直升机作为重点研发对象,其起飞重量通常在2000kg以下,其中500kg以下又占绝大多数。
无人直升机相对于固定翼无人机而言,发展较晚且型号较少。
因为无人直升机是一个具有非线性、多变量、强耦合的复杂被控对象,其飞行控制技术更加复杂。
飞行控制技术的突破是实现无人直升机真正工程化和实用化的关键。
飞行控制技术水平决定了无人直升机的能力,技术水平越高,能力越强,所能承担的任务越多,适应复杂环境的能力越强,用途更加广泛。
无人直升机的飞行控制方式有3种:遥控型、自动型、自主型。
遥控型是指通过数据链由地面操作人员对无人直升机进行控制,属“人在回路”控制,要求地面操作人员具有比较专业的水平,因而无法满足工程化和实用化的需求,是实现自动型和自主型控制的过渡阶段。
自动型是指根据任务不同,在起飞前规划好航线,设置好控制参数,使无人直升机按预定的航线飞行,完成相应的任务,同时具备简单的故障和应急处置模式。
自主型是指无人直升机不依赖人的干涉,能够进行自主控制。
飞行器的控制方法和技术在飞行器的发展历程中,控制是一个非常重要的环节。
无论是民用飞机、军用战机,还是直升机、无人机等各种飞行器,都需要通过控制系统来实现飞行和操纵。
这些控制系统中运用了多种控制方法和技术,下面就对一些常见的控制方法和技术进行简要介绍。
一、PID控制技术PID控制技术是一种常见的控制方法,它的全称是比例-积分-微分控制技术,通过对被控对象进行实时的测量和反馈,调整控制参数,来保持被控对象的运动状态。
PID控制技术最大的优点是简单易懂,对于一些需要精密控制的系统,如飞行器、机器人等,都有广泛的应用。
在飞行器中,PID控制技术可以用于控制飞行器的姿态和高度等参数,保持飞行器的平衡状态,从而实现稳定的飞行。
例如,飞机的自动驾驶系统、直升机的稳定器以及无人机的高度控制系统,都可以运用PID控制技术来实现。
二、模糊控制技术模糊控制技术是一种基于模糊逻辑的控制方法,它可以针对复杂的控制问题,提供一种有效的解决方案。
在飞行器中,模糊控制技术可以用于控制飞行器的姿态、高度、速度等参数。
模糊控制技术对于飞行器的稳定性和鲁棒性有很好的保障,可以针对不同的控制要求进行定制化的优化。
三、神经网络控制技术神经网络控制技术是一种基于神经网络的智能控制方法,它能够模拟人类神经系统的学习和适应能力,通过学习已有的控制模型,并根据反馈信息进行调整,使控制系统能够适应不同的控制场景,并不断优化控制结果。
在飞行器中,神经网络控制技术可以用于控制飞行器的自主导航和自主控制。
例如,无人机的自主导航系统、飞机的自动驾驶系统等,都可以依靠神经网络控制技术实现智能化的控制。
四、遗传算法控制技术遗传算法控制技术是一种基于遗传算法的控制方法,它能够通过遗传算法的进化和优化过程,找到最优的控制参数组合,从而实现控制效果的最大化。
在飞行器中,遗传算法控制技术可以用于优化飞行器的控制模型。
例如,可以使用遗传算法寻找最优的控制参数组合,优化飞机的稳定性、速度、燃油消耗等多种因素,从而提高飞行器的性能和控制效果。