一、炮射无人飞行器(UAV)（论文文献综述）
吴正阳[1]（2021）在《基于翠鸟入水策略的跨介质飞行器构型仿生设计及入水性能研究》文中研究说明跨介质飞行器是一种可在水和空气两种介质间自由穿行的新概念两栖无人运动平台,具有重要的军事和民事应用前景。跨介质飞行器的研制需要解决空中巡航、入水、水下潜行以及出水四种运动模式下所涉及的关键技术,其中,跨介质飞行器入水过程经受的较大冲击载荷极易造成机体结构损坏、内部元器件失灵以及弹道失稳等一系列问题,研究跨介质飞行器应以何种流体动力构型及采取何种入水方式减小飞行器入水冲击载荷,对提高跨介质飞行器入水稳定性和安全性具有极其重要的现实意义。尽管跨介质飞行器概念提出近百年,但由于其设计制造难度大,目前尚未形成系统的设计理论,模仿具有跨介质功能的水鸟或昆虫,突破其关键技术是国际上普遍采用的技术途径。本文以翠鸟为仿生模本,采用CFD数值模拟和试验分析方法,研究翠鸟典型姿态下入水策略对其入水特性的影响规律,揭示翠鸟头颈入水缓冲机理,在此基础之上对跨介质飞行器流体动力构型进行组合仿生设计,并研究仿生跨介质飞行器入水性能。具体包含以下研究内容:（1）分析翠鸟入水捕食过程,确定了翠鸟入水典型姿态——翅翼后掠,头部、身体及尾巴保持在一条直线,并采用逆向工程技术获取了翠鸟典型入水姿态精确3D模型。为了分析翠鸟不同初始入水速度、入水角度对其入水冲击加速度、俯仰力矩、流场分布规律的影响,建立了基于VOF模型和动网格技术的CFD数值仿真方法,采用Reynold时均Navier-Stokes（RANS）方程对整个流场域求解,通过分析网格数量对轴向冲击力的影响确定了满足计算要求的网格密度。数值计算结果表明,压差阻力对翠鸟冲击加速度的产生起到决定性作用,轴向冲击加速度和俯仰力矩随初始入水速度和入水角度的增加而增加,翠鸟俯冲入水的峰值冲击加速度和峰值俯仰力矩与初始入水速度成二次方关系,与入水角度呈线性关系,减小翠鸟入水角度会降低其下潜深度。对峰值冲击加速度时刻的压力场和速度矢量场分析可知,增加初始入水速度会显着增加翠鸟周围流场扰动,增强翠鸟入水附加质量效应,导致较大冲击加速度的产生。在入水角度90°、初始入水速度8m/s时,翠鸟经受的轴向冲击加速度和峰值力矩最大,其值分别为18.4g和0.867N·m。（2）根据翠鸟俯冲自由入水测试需求,设计搭建了可实现翠鸟模型初始入水速度和初始入水角度精确可调的无束缚入水试验测试平台。其中,高速入水推进机构可实现模型入水速度调节,角度调节机构可实现入水角度调节,模型释放系统用来完成入水前精确释放,嵌入式惯性测量系统采集翠鸟运动学数据,高速动态影像捕捉系统获取视频影像资料。通过入水试验,研究了翠鸟模型入水冲击加速度、俯仰角以及水体响应随初始入水速度和入水角度的变化规律。测试结果表明,翠鸟模型轴向冲击加速度峰值与初始入水速度呈二次方关系,与初始入水角度呈线性关系,这与仿真结果相对应。径向冲击加速度极小值随入水角度的增加显着减小,甚至接近于0。在入水过程中,翠鸟模型均先抬头上扬后低头下潜,且低头下潜趋势在尾部空泡深闭合后加剧。将试验结果的轴向峰值冲击力与仿真结果对比,验证了CFD数值仿真方法的适用性,其与试验值最大相差11.5%。（3）基于翠鸟头部流线构型,采用构型仿生方法,设计制作了翠鸟头形细长体、卵形头旋成体以及构型仿生旋成体。通过垂直入水试验,定量研究了不同下落高度对轴向冲击加速度的影响规律及空泡的演化特性。试验研究表明,相比于卵形头旋成体,翠鸟头形细长体和构型仿生旋成体均可消除入水初期峰值冲击加速度,同时减小下潜过程阻力,但由于翠鸟头部非对称轮廓,翠鸟头形细长体在入水后会发生偏转。空泡闭合后的波纹效应是导致轴向冲击加速度振荡的原因,不同入水速度下的震动频率基本维持在200Hz上下。（4）受翠鸟入水过程颈部收缩行为启发,采用功能仿生方法,在旋成体头部和主体之间引入线性弹簧,设计制作了功能仿生旋成体,根据旋成体头部是否可压缩,区分出头部固定旋成体和头部可压缩旋成体两种形态。通过对比功能仿生旋成体两种形态的垂直入水试验,定量研究了初始入水速度对冲击加速度及空泡动态的影响,推导了入水初期峰值冲击加速度与弹簧线刚度和最大压缩量的关系式。试验结果表明,在旋成体头部和主体之间引入弹簧可以显着抑制旋成体主体入水初期峰值冲击加速度,在不考虑弹簧刚度的情况下,旋成体峰值冲击加速度仅与头部最大压缩量有关。此外,弹簧的引入提高了空泡形成及侧面深闭合现象发生所需的初始入水速度,但对空泡在旋成体侧面和尾部闭合的无量纲时间影响不大。头部可压缩旋成体在入水速度为3.96m/s时,可降低71%的峰值冲击加速度。（5）采用组合仿生设计思想,基于翠鸟原型入水机理研究,设计了翠鸟头部和龙虱身体结合的跨介质飞行器机身外形;结合机翼设计一般流程,确定了跨介质飞行器机翼面积为0.49m2,起飞重量为28.031kg,安装角及上反角为0,并通过边条翼连接机翼和机身,设计了后掠角30°、40°、50°以及60°四种仿生跨介质飞行器气动/水动构型。通过CFD数值模拟,研究了四种后掠角飞行器气动特性,综合分析飞行器升力系数、阻力系数、升阻比以及俯仰力矩系数,确定了后掠40°仿生跨介质飞行器为最终设计方案。（6）基于流动相似理论,设计制作了后掠40°仿生跨介质飞行器1/4缩比模型,并开展了俯冲入水性能试验研究。分析入水速度、入水角度及质心位置对其入水性能的影响规律,以飞行器下潜一个体长为节点,以快速、平稳和安全为指标,评价其入水性能。试验结果表明,初始速度越高,飞行器入水越快速,但容易失稳且越不安全;初始入水角度越大,飞行器入水越快速,在径向上越安全,但容易失稳;质心位置越靠前,飞行器入水越快速,且入水越不平稳,但对其入水安全性影响不显着。因此,飞行器应根据实际工况选择合适的初始入水速度、入水角度及质心位置控制其入水过程。
贺永圣[2]（2021）在《仿生跨介质飞行器水气动布局融合设计及出水特性分析》文中研究表明跨介质飞行器是一种可在空中和水下两栖巡航并能自由穿越水气界面的新型无人运动平台。为了保证其干飞、入水、潜行、出水四种典型运行功能,跨介质飞行器在设计时应兼顾空气和水介质性质差异,融合飞行器和航行器设计优势。本文运用组合仿生设计跨介质飞行器气/水动布局,分析其气动和水动力性能,阐释飞行器斜出水过程轴向力及力矩变化特性,为飞行器出水提供设计依据。本文选取翠鸟和龙虱为仿生模本,设计了飞行器气水动融合流体动力布局形式,以机翼后掠角为变量,设计四种飞行器方案,分析四种方案飞行器不同攻角下气动及流场特性;以升阻比为参数择优设计方案进行水动特性分析,确定了机翼后掠角40°设计方案作为跨介质飞行器流体动力外形设计方案。飞行器出水过程主要受浮力和阻力影响,且随出水两者均减小,阻力主要为飞行器表面摩擦阻力及附着水拖曳力。取后掠角40°设计方案,将整机模型缩小四倍,取角度为45°、60°、75°,速度为1m/s、2m/s、3m/s,9组工况进行缩比模型出水试验,分析不同工况下出水飞行器轴向力变化。3D打印缩比模型,按重力等于水下静止浮力为模型配重,未出水前飞行器水下状态可近似为零攻角运行,不同出水角度轴向力差距不大,随着出水角度增加受重力轴向分力增加影响飞行器轴向力变大,变化量也相对增加。从出水速度看,出水速度增加出水时间减少,摩擦阻力增大,轴向力变大,且随着速度增加,轴向力变化更剧烈。飞行器出水过程无明显水花飞溅,整体流线型较好,出水后尾羽流形成“水幕”现象,随出水“水幕”自两侧边缘中部开始断裂直至“水幕”完全消失。运用动网格技术对飞行器原机模型出水模拟,编译UDF控制飞行器运动。通过对比60°出水三个速度下试验与模拟轴向力,两者轴向力变化趋势近似一致,验证了模拟对出水问题的准确性。30°～75°四个出水角度数值模拟表明,飞行器随着出水速度增加俯仰力矩大幅增大,力矩对速度变化反应明显。在低速下,随着出水角度增加,力矩降低,75°较30°出水最大力矩降低20%;在中高速4m/s及6m/s俯仰力矩随出水角度变化较小,出水速度的增加弱化了出水角度对俯仰力矩的影响程度。
刘永孛[3]（2021）在《集群无人机空基回收任务规划方法研究》文中研究表明依托于技术的进步与发展,无人机越来越多地被用来执行各种军事与民用任务。考虑到任务场景与环境的不断复杂化,采用无人机单机执行任务将会难以满足未来应用需求,因此大规模集群化成为无人机近些年的主要发展趋势。而为了将集群无人机低成本、低战损、高机动性、高灵活性的优势发挥到极致,空基回收技术将会是不可或缺的一环。在未来,利用运载机实现“投放-工作-回收-再投放”的任务执行模式能够大大提高自主集群无人机作战的效费比和出动效率,并使集群无人机具备长距离、低成本、多波次、层次化的任务执行能力。针对空基回收技术对集群无人机自主控制能力提出的新需求,本论文聚焦于集群无人机空基回收任务规划过程,对回收任务规划方法开展了深入研究,主要完成的工作包括:针对包含无人机、运载机、回收机构等物理对象在内的空基回收任务场景,介绍了集群无人机空基回收任务规划的基本概念,并给出了具备空基回收环节下的集群无人机工作模式运行流程。然后,基于简化的运载机及无人机物理模型,根据回收任务场景存在的约束条件建立了通用回收航迹规划、回收任务分配及回收任务调度模型,并对模型复杂度进行了定量分析。最后,对空基回收任务规划问题特性进行了研究,并给出了集群无人机空基回收任务规划系统的基本组成。针对三维环境下具有期望航程约束的回收航迹规划问题,基于解耦简化方法建立了回收航迹规划框架。在二维平面方向上,建立无人机回收航迹的同伦描述方法与正向运动学描述方法后,给出了具有曲率限制的回收航迹描述及两种回收航迹同伦构造方式,并提出了一种同伦航迹规划方法完成具有期望航程约束的回收航迹规划。在高度方向上,根据无人机高度方向端点条件约束与性能限制约束,基于B样条曲线实现了回收航迹高度变化平滑。针对具有单运载机场景下的集群无人机空基回收任务调度问题,提出了基于Dubins理论的航迹评估方法预测得到无人机的回收时间窗口,再采用遗传算法优化得到回收任务调度过程中的最优回收序列。然后,通过迭代的方式得到了各架无人机的回收时间、回收航迹航程和回收位置,进而完成各架无人机回收航迹规划过程。同时,面向具有动态事件场景中的回收任务调度问题,提出了一种基于遗传算法的重调度策略以处理回收任务调度发生的动态事件;面向无先验航迹场景的回收任务调度问题,提出一种基于聚类算法、贪婪策略及Dubins理论的运载机航迹规划方法,实现了回收任务调度方法对复杂场景的适应。针对具有多运载机场景下的集群无人机空基回收任务规划问题,考虑回收任务分配、回收任务调度、回收航迹规划之间的耦合关系,建立了多阶段空基回收任务规划框架。然后,提出了分层优化算法与改进粒子群算法,实现集群无人机空基回收任务规划过程。最后,基于多阶段空基回收框架,通过仿真对比验证了所提出的两种算法的有效性与可行性。
王辉[4]（2021）在《巡飞弹药航迹规划算法优化研究》文中提出随着新时代军事科技的日新月异,智能算法、虚拟现实等技术的融入现代战争,以巡飞弹作为代表的灵巧弹药是智能化弹药技术和无人机技术等相结合的产物,针对于巡飞弹在作战任务中飞行轨迹,其航迹规划尤为重要。考虑到巡飞弹自身性能、战场区域威胁、作战任务需求等约束条件,规划出一条保证巡飞弹安全避障威胁抵达目的地执行作战任务的飞行轨迹显得尤为重要。本文对于巡飞弹航迹规划和智能算法中的关键技术问题进行了研究。针对航迹规划算法设计一种巡飞弹巡飞轨迹以及作战任务想定,结合对战场环境的分析,给出了一种基于三维数字地形的空间模型构造方法,然后针对巡飞弹飞行过程中的威胁目标构建等效空间模型,为航迹规划提供环境依据,实现避过敌方威胁、执行作战任务等战术要求。分别通过对遗传算法中交叉变异概率和蚁群算法中信息素更新、状态转移概率等关键技术问题进行改进,提出一种实现巡飞弹执行对既定作战区域定点威胁目标避障巡飞的航迹规划算法方案,仿真并分析了巡飞弹在所建立环境下的巡飞过程,验证改进算法的可行性。讨论了改进算法产生航迹优化巡飞策略的可行性,分析该问题模型下两种不同算法参数对航迹规划所产生的影响,得到最终结论:改进算法分别能够对巡飞弹在二维巡飞航迹解算时间和三维威胁目标避障得到有效改进。借助于MATLAB软件对巡飞弹在不同环境下进行航迹规划算法仿真,针对不同优化算法进行对比得出一条最适优化路径,验证了巡飞弹在该路径下巡飞的可行性。综上研究成果,规划出的路径可以为未来巡飞弹航迹规划提供技术性参考。
章天杨[5]（2020）在《基于Dubins算法的大型无人机路径规划研究》文中研究指明随着科学技术的发展,无人机在军事和民用领域的应用占有越来越重要的地位,无人机的路径问题作为无人机的核心技术也受到了各国学者的广泛关注。在实际应用中,由于无人飞行器的种类多,应用场景差异大,无人机约束条件多并且飞行环境十分复杂,为了确保无人机能够应对各种情况,圆满完成任务,我们有必要对无人机路径规划问题展开研究。本文以某型号大型固定翼无人机作为研究对象,对无人机的路径规划问题展开研究,一方面以Dubins算法为基础,对无人机在各种约束条件及工况下的最优路径生成问题展开研究。另一方面研究无人机在生成路径后的制导与路径跟踪控制问题。本文的主要工作内容及成果具体如下:（1）对无人机路径规划问题的研究背景、发展现状以及本文的具体工作做简要介绍。结合无人机的运动特性以及无人机坐标系之间的转换关系,建立了无人机的质心运动学方程。分析无人机航路规划问题中存在的各种约束,包括无人机的性能约束及无人机的威胁约束等,通过分析选择Dubins算法作为本文研究无人机路径规划问题的主要算法。（2）对Dubins算法展开详细研究,根据无人机的各种工况以及约束条件,给出了二维平面内最短距离Dubins路径公式,采取线性制导律的方法跟踪Dubins路径,但根据仿真结果发现跟踪效果一般,因此采用非线性制导律的方法跟踪无人机路径,取得了较为满意的效果。（3）研究了低空复杂环境下无人机避障路径的生成方法,Dubins算法通常只适用于高空无障碍条件下的路径生成问题,无法有效的解决障碍约束问题,因此提出了将Dubins算法和遗传算法详结合的方法,实现无人机的避障功能,通过理论推导以及在MATLAB软件中的仿真实验,证明了上述方法的正确性与可行性。（4）研究了无人机的三维航路生成和三维路径跟踪问题,引入了螺旋线模型将Dubins算法应用于三维空间中,根据公式推导发现该方法在理论上存在最短路径,但在实际应用中很难生成最短路径,所以本文采用的三维路径规划算法,只能在满足无人机的位置和方向约束的条件下,生成一种次优的三维路径,并拓展之前章节中采用的制导方法跟踪了无人机三维路径,仿真结果证明了此算法能够合理的生成平滑的三维无人机路径并且无人机能够有效跟踪生成的路径。
张钧轶[6]（2020）在《基于智能算法的巡飞弹协同攻击策略研究》文中认为随着未来战争的信息化、智能化趋势以及新概念弹药的发展,以巡飞弹为代表的先进弹药已成为世界各国的研究重点,智能算法、虚拟现实、无人飞行器等技术的融入为弹药设计提供了新思路和新方法。针对巡飞弹在获取战场态势及目标信息后的协同攻击策略,本文对目标威胁与巡飞弹作战效能的评估、协同攻击目标的分配以及攻击航迹的规划问题开展重点研究,最后基于VR-Forces完成对作战过程及攻击航迹的虚拟视景仿真验证。主要内容如下:首先,依据研究目的对战场态势作出想定设计,构建了不同类型、型号和不同性能的巡飞弹及目标模型,基于VR-Forces地形数据库提供的高程数据,划分平坦地形及复杂地形并完成地形建模,构建起战场基本模型。其次,综合作战单元性能、弹-目位置关系、弹-目数目关系等战场态势信息,提出了一种基于熵值法和AHP算法的巡飞弹作战效能分析方法,进行了目标威胁系数计算和巡飞弹效能评估。进而结合指派问题原理,构建了在不同战场态势下目标分配的代价函数模型。采用离散二进制粒子群算法,以综合作战效能为优化目标,经算法搜索得到战场模型中的最优目标分配方案。针对明确了攻击目标的巡飞弹,基于蚁群算法,通过对蚂蚁的搜索方式、启发函数、适应函数等的研究,完成了算法设计,进行了平坦及复杂地形下的攻击航迹规划。分析了该问题模型下不同算法参数对算法性能的影响。最后,本文基于VR-Forces作战虚拟仿真平台,仿真演示了整个攻击过程,验证了巡飞弹在实际地形下攻击航迹的可行性。综合以上研究成果,可为巡飞弹协同攻击决策提供参考。
高良[7]（2020）在《弹射式变掠角串置翼飞行机器人设计及控制方法研究》文中研究表明弹射折叠翼飞行机器人可实现巡航、侦查、打击功能一体,但是折叠方案会使其结构变得复杂,限制控制舵面效力。变形技术不仅能够改变飞行器的气动特性,适应复杂多变的任务环境,还能提高其控制效率和机动性。本文提出了一款新型弹射式变掠角串置翼飞行机器人,结合了变掠角技术和弹射折叠翼飞行机器人技术,具有4个掠角可变的机翼,不仅能够通过掠角变形替代升降舵和副翼控制飞行姿态,而且能够利用变形实现多任务飞行。本文主要从结构布局以及非定常气动特性、动力学建模、轨迹跟踪与姿态镇定、飞行模式切换稳定控制角度进行研究,并进行相关实验验证。变掠角串置翼飞行机器人采用串置翼布局,不仅能够提升载荷和控制效力,通过合理分配四个机翼掠角变形量还能够降低变形引起的横向和纵向运动耦合。设计了飞行机器人基本结构以及相应的弹射器,研究了两种用于提升机敏性的电机推进系统。针对不同垂直翼间距的机翼布局方案,利用CFD方法分析其气动特性优劣,选用了更合适的机翼布局。由于飞行机器人弹射展开过程会引起其周围流场剧烈变化,在Fluent中利用动网格方法研究了展开过程的非定常气动力变化规律,为后续飞行机器人控制设计和实验研究提供了依据。变掠角串置翼飞行机器人的大尺度和快速变形会引起惯性力、气动力、质心位置等参数变化,为了准确的描述其动力学模型,研究变形引起的动态特性变化,采用Kane方法,以机身作为主刚体,根据各子刚体之间的约束关系,建立变掠角串置翼飞行机器人的多刚体动力学模型。根据飞行机器人的对称和不对称变形规划解耦并简化了纵向和横向动力学模型,利用动态响应分析研究变形引起的附加力和力矩的变化规律及对飞行机器人运动参数的影响。对比变形控制方式与传统升降舵、副翼的控制效应,探讨了变形控制替代传统舵面控制方式的可行性。变掠角串置翼飞行机器人是一个复杂的强耦合非线性系统,考虑到系统的动态特性以及不确定性影响,提出将滑模面设计为间接稳定控制模式的滑模变结构控制方法,用来实现飞行机器人的轨迹跟踪与姿态镇定。对于纵向运动欠驱动系统,外环采用双曲正切函数、内环采用积分滑模函数设计控制律,并采用自适应方法对外界干扰进行补偿。对于横向运动欠驱动系统,利用模型解耦算法使系统一个控制输入只对应一个输出,基于Hurwitz矩阵稳定条件设计了航向滑模控制律。通过仿真验证了所设计滑模控制器在外界干扰作用下能够实现飞行机器人的轨迹跟踪与姿态镇定。针对变掠角串置翼飞行机器人模式切换过程中动力学模型显着变化问题,提出基于多胞型的增益调度控制器设计方法,通过实时改变控制系统增益来实现变形过程的全局稳定。采用Jacobian方法对纵向运动方程进行线性化,并选取合适的调度参数,将系统纵向运动模型转换为多胞型形式。基于系统多胞型模型采用二次仿射稳定理论设计了鲁棒增益调度控制器,在考虑输入饱和的前提下,利用LQR最优控制方法设计了多胞型顶点系统的状态反馈控制器。通过仿真验证了增益调度控制器的有效性以及在随机干扰作用下的鲁棒性。研制了弹射式变掠角串置翼飞行机器人样机以及弹力弹射器,并搭建实验平台进行相关实验。通过飞行机器人开环变形动态响应测实验证了建模和分析的准确性,通过姿态反馈测实检验姿态镇定控制器的效果;通过飞行机器人展开状态和折叠状态的弹射起飞测试,验证了弹射起飞功能;通过样机试飞实验,验证了对称和不对称变形控制飞行机器人俯仰和滚转姿态的可行性及控制方法的有效性。
李博[8]（2020）在《小型尾座式可折叠翼无人机设计》文中研究表明近年来,垂直起降固定翼无人机成为无人机领域的研究热点。尾座式无人机作为垂直起降固定翼无人机的一种,兼具固定翼无人机和旋翼无人机的优点,既可以垂直起降又能够高速巡航,在军事和民用领域具有广泛的应用前景。本文针对传统尾座式无人机起降过程抗风能力差、机翼尺寸大便携性差的问题,设计了一种可折叠机翼的尾座式无人机。根据设计要求,首先进行了尾座式无人机总体布局方案的设计,确定了无人机的联翼气动布局和共轴双桨矢量动力系统方案,采用遗传算法对联翼机翼进行了尺寸优化设计,并对无人机的总体参数进行了逐步深入的设计,完成了总体设计方案;然后,应用ANSYS-Fluent软件对尾座式无人机进行了气动仿真,分析了固定翼飞行模式下无人机的升阻特性、俯仰特性,通过计算得到了水平飞行性能指标,对机翼进行了流固耦合受力分析,并对共轴双桨系统进行了气动分析;随后,对折叠翼机构、机身结构和尾翼结构进行了详细设计;最后,分析了无人机在水平飞行模式和过渡模式的飞行原理,通过推导尾座式无人机的运动学和动力学方程,建立了无人机的飞行动力学模型,并给出了尾座式无人机的垂直起降模式、过渡模式、固定翼模式的控制模式分析,为下一步飞控系统的设计打下了基础。
王宝财[9]（2019）在《仿生折叠三旋翼跨介质无人机动力学建模与运动控制》文中研究指明仿生折叠三旋翼跨介质无人机具备跨水空介质的能力,可在空中和水下作业,同时结合了多旋翼无人机垂起降落和固定翼无人机远距巡航的优势特点,具有广阔的应用前景。本文针对设计的新型仿生折叠三旋翼跨介质无人机,对其不同工作模式进行了动力学分析,建立了跨介质无人机数学模型,对旋翼飞行、水下航行及过渡转换模式的分配算法进行了设计和仿真,在制作搭建好的无人机平台上进行了飞行及航行功能的验证,满足跨介质无人机的预期功能,主要工作包括以下几个方面:（1）结合仿生学与现代无人机优势特点,在仿生折叠三旋翼跨介质无人机整体概念、工作模式及操纵逻辑的设计下,以翠鸟为模仿对象,进行了仿生变体机翼的设计,为入水时有效减小冲击和收拢机翼的动作创造了条件;对旋翼系统及倾转机构进行了设计和器件的选型,以满足旋翼模式飞行及过渡转换的结构要求;对无人机的动力系统验证满足无人机飞行及航行试验条件。（2）对仿生折叠三旋翼跨介质无人机进行了动力学建模,针对其在旋翼飞行模式、固定翼飞行模式、水下航行模式不同的工作环境下受力情况进行了分析,并建立了跨介质无人机的动力学和运动学方程;进行了空中飞行气动分析及航行时的水动分析,为无人机控制打下了基础。（3）针对旋翼飞行模式、倾转模式及航行模式下不同的特点,进行了控制分配算法研究,结合PX4控制系统框架,在对旋翼模式平衡点分析的基础上进行了控制分配,对水中航行时姿态的控制调用旋翼模式下的分配及控制设计;并对倾转策略进行了讨论,给出了过渡模态的解耦分配算法,对相关分配算法在MATLAB中进行了仿真,结果表明姿态控制可以实现预期功能。（4）在制作完整个无人样机平台,包括结构装配及电控元件的焊接之后,进行了飞控程序的烧录及调试,对无人机进行了试验测试和功能验证,在空中以旋翼姿态稳定飞行的同时,可以进行仿生机翼的后掠变体,水下航行时同样可以较稳定的姿态前进,为后续全流程飞行测试及全自主出水入水试验创造了条件。
杨梦琳,李道春,万志强,严德,王耀坤[10]（2019）在《中国面向遥感应用的垂直起降无人机现状和应用前景分析》文中研究说明近年来,针对中国生态环境、洪涝灾害应急响应、国土安全监测等遥感观测任务,无人航空遥感手段需求越来越多。构建异构无人航空器遥感观测多任务集群系统是近几年的发展目标,为完成无人航空遥感生态建设,垂直起降无人机以其不受场地限制起降又可快速巡飞的特点,在多个领域发挥着越来越大的作用。本文主要研究内容包括国内垂直起降无人机发展现状调研、面向航空遥感应用市场的无人机分析及典型机型介绍、垂直起降无人机在遥感领域的应用场景及案例分析、垂直起降无人机在遥感领域的应用前景及发展趋势等。通过广泛调研及深入分析可知,目前垂直起降固定翼无人机正逐步取代多旋翼飞行器的主导地位;垂直起降无人机占据了遥感应用无人机80.47%的市场份额;动力多元化、系统智能化、布局多样化、尺寸小型化等是面向遥感应用的垂直起降无人机的发展方向。本文较为全面地阐述和剖析了面向遥感应用的垂直起降无人机的相关内容,为遥感航空无人机生态建设提供了参考与支撑。
二、炮射无人飞行器(UAV)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、炮射无人飞行器(UAV)（论文提纲范文）
（1）基于翠鸟入水策略的跨介质飞行器构型仿生设计及入水性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 跨介质飞行器研究现状 |
| 1.3 入水问题研究现状 |
| 1.3.1 入水问题研究内容及方法 |
| 1.3.2 入水缓冲技术研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 翠鸟典型姿态入水仿真分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 翠鸟入水过程 |
| 2.3 翠鸟典型入水姿态物理模型建立 |
| 2.4 翠鸟俯冲入水数值计算方法 |
| 2.4.1 动网格技术 |
| 2.4.2 计算域及网格划分 |
| 2.4.3 网格生成 |
| 2.4.4 VOF模型 |
| 2.4.5 用户自定义函数(UDF) |
| 2.4.6 求解方法 |
| 2.4.7 网格独立性验证 |
| 2.5 仿真结果与分析 |
| 2.5.1 翠鸟入水过程中两相和压力分布 |
| 2.5.2 初始入水速度对各参数的影响 |
| 2.5.3 入水角度对各参数的影响 |
| 2.6 本章小节 |
| 第3章 翠鸟模型入水试验及分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 入水试验平台设计及搭建 |
| 3.2.1 试验平台总体设计方案 |
| 3.2.2 试验平台组成及功能 |
| 3.3 翠鸟入水模型 |
| 3.4 试验方法和步骤 |
| 3.4.1 试验准备工作 |
| 3.4.2 试验步骤 |
| 3.4.3 试验参数选择 |
| 3.5 试验结果分析 |
| 3.5.1 水体响应及轨迹变化 |
| 3.5.2 冲击加速度和俯仰角度随时间的变化 |
| 3.5.3 初始入水速度对峰值冲击加速度及入水俯仰角的影响 |
| 3.5.4 初始入水角度对峰值冲击加速度及入水俯仰角的影响 |
| 3.5.5 试验结果与数值计算结果对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 翠鸟头颈缓冲减阻特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 翠鸟头形细长体建模 |
| 4.3 试验方法和步骤 |
| 4.4 翠鸟头形细长体垂直入水特性 |
| 4.4.1 入水轨迹及空泡动态 |
| 4.4.2 冲击加速度 |
| 4.5 头部构型仿生旋成体设计 |
| 4.6 头部构型仿生旋成体垂直入水特性 |
| 4.6.1 空泡动态和轴向冲击加速度 |
| 4.6.2 初始速度对旋成体轴向冲击加速度的影响 |
| 4.6.3 空泡波纹效应 |
| 4.7 颈部功能仿生旋成体设计 |
| 4.8 颈部功能仿生旋成体垂直入水特性 |
| 4.8.1 空泡动态和轴向冲击加速度 |
| 4.8.2 初始速度对旋成体轴向冲击加速度的影响 |
| 4.8.3 空泡闭合 |
| 4.8.4 头部可压缩旋成体压缩 |
| 4.8.5 头部可压缩旋成体入水缓冲机理分析 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 跨介质飞行器仿生设计及气动分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 跨介质飞行器机身组合仿生设计 |
| 5.2.1 翠鸟头部和龙虱身体特征曲线提取 |
| 5.2.2 特征曲线光顺求解 |
| 5.2.3 三维建模 |
| 5.2.4 机身组合 |
| 5.3 跨介质飞行器机翼设计 |
| 5.3.1 翼型选择 |
| 5.3.2 机翼平面形状设计 |
| 5.3.3 机翼安装及后掠角选择 |
| 5.4 跨介质飞行器气动特性仿真分析 |
| 5.4.1 数值计算模型选择 |
| 5.4.2 计算域及求解方法 |
| 5.4.3 网格划分及无关性检验 |
| 5.4.4 不同后掠角跨介质飞行器气动性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 仿生跨介质飞行器入水特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 流动相似理论 |
| 6.3 仿生跨介质飞行器入水模型设计和试验参数选择 |
| 6.4 试验结果与分析 |
| 6.4.1 空泡动态和跨介质飞行器入水轨迹 |
| 6.4.2 仿生跨介质飞行器入水冲击加速度 |
| 6.4.3 初始入水速度对飞行器入水轨迹和冲击加速度的影响 |
| 6.4.4 初始入水角度对飞行器入水轨迹和冲击加速度的影响 |
| 6.4.5 质心位置对飞行器入水轨迹和冲击加速度的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）仿生跨介质飞行器水气动布局融合设计及出水特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 跨介质飞行器发展历程 |
| 1.3 飞行器融合设计现状 |
| 1.4 出水问题研究现状 |
| 1.4.1 生物出水策略 |
| 1.4.2 现有飞行器出水方式研究 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 跨介质飞行器外形融合设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 跨介质飞行器设计要求 |
| 2.3 跨介质飞行器组合仿生设计流程 |
| 2.4 飞行器总体布局设计 |
| 2.4.1 翼身设计 |
| 2.4.2 机翼设计 |
| 2.4.3 静稳定裕度 |
| 2.4.4 整机重量设计 |
| 2.4.5 动力布局 |
| 2.4.6 总体外形设计方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 跨介质飞行器气/水动特性数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值模拟方法 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 几何模型 |
| 3.2.3 网格划分 |
| 3.2.4 边界条件 |
| 3.3 飞行器外形动力特性 |
| 3.3.1 升力特性 |
| 3.3.2 阻力特性 |
| 3.3.3 俯仰力矩特性 |
| 3.4 飞行器气动分析与构型选择 |
| 3.4.1 气动特性分析 |
| 3.4.2 流场特性分析 |
| 3.5 飞行器水动力特性模拟 |
| 3.5.1 水动力特性分析 |
| 3.5.2 流场特性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 跨介质飞行器出水试验分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验装置 |
| 4.2.1 出水试验台 |
| 4.2.2 飞行器出水支架 |
| 4.2.3 数据采集系统 |
| 4.2.4 影像采集系统 |
| 4.3 出水方案设计 |
| 4.3.1 相似理论 |
| 4.3.2 出水方案 |
| 4.4 飞行器出水受力分析 |
| 4.5 出水试验 |
| 4.5.1 飞行器出水水体响应分析 |
| 4.5.2 不同出水速度轴向力对比分析 |
| 4.5.3 不同出水角度轴向力对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于动网格的跨介质飞行器出水模拟分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 动网格概述 |
| 5.3 飞行器出水模拟 |
| 5.3.1 守恒型动网格控制方程 |
| 5.3.2 网格划分 |
| 5.3.3 边界条件 |
| 5.3.4 UDF编程 |
| 5.4 飞行器出水过程受力分析 |
| 5.4.1 数值模拟验证 |
| 5.4.2 俯仰力矩特性 |
| 5.5 跨介质飞行器倾斜出水过程流场分析 |
| 5.5.1 流场变化特性 |
| 5.5.2 飞行器壁面压力变化 |
| 5.6 出水角度对跨介质飞行器出水流场影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论和展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 导师及作者简介 |
| 致谢 |
（3）集群无人机空基回收任务规划方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的及意义 |
| 1.2 无人机集群发展概况 |
| 1.3 无人机回收技术研究概况 |
| 1.3.1 常规回收技术研究现状 |
| 1.3.2 空基回收技术研究现状 |
| 1.4 无人机任务规划技术研究概况 |
| 1.4.1 任务规划研究现状 |
| 1.4.2 任务分配与任务调度研究现状 |
| 1.4.3 航迹规划研究现状 |
| 1.5 研究概况总结与分析 |
| 1.6 论文的组织结构与主要研究内容 |
| 第2章 空基回收任务规划问题建模与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 空基回收任务规划概念与描述 |
| 2.3 回收航迹规划模型 |
| 2.3.1 无人机模型 |
| 2.3.2 运载机模型 |
| 2.3.3 目标函数及约束条件 |
| 2.4 回收任务分配及回收任务调度模型 |
| 2.4.1 回收任务分配模型 |
| 2.4.2 回收任务调度模型 |
| 2.4.3 模型复杂度分析 |
| 2.5 空基回收任务规划问题特性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 具有期望航程约束的回收航迹规划方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 回收航迹规划框架 |
| 3.3 基于航迹同伦的回收航迹规划算法 |
| 3.3.1 回收航迹同伦描述方法 |
| 3.3.2 回收航迹正向运动学描述方法 |
| 3.3.3 具有曲率限制的回收航迹描述 |
| 3.3.4 回收航迹同伦构造 |
| 3.3.5 同伦回收航迹规划算法 |
| 3.4 基于B样条曲线的回收航迹平滑算法 |
| 3.4.1 高度方向上的B样条曲线方程 |
| 3.4.2 控制点的确定与选取 |
| 3.5 仿真实验与结果分析 |
| 3.5.1 期望航程覆盖范围影响因素分析 |
| 3.5.2 回收航迹规划仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 面向单运载机的回收任务调度 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于航迹评估与遗传算法的回收任务调度方法 |
| 4.2.1 目标函数构造 |
| 4.2.2 基于航迹评估的回收时间窗口预测 |
| 4.2.3 基于遗传算法的回收任务调度 |
| 4.2.4 仿真实验与结果分析 |
| 4.3 具有动态突发事件的回收任务调度 |
| 4.3.1 重调度策略 |
| 4.3.2 仿真实验与结果分析 |
| 4.4 无先验运载机航迹的回收任务调度 |
| 4.4.1 运载机航迹节点选取 |
| 4.4.2 运载机航迹生成 |
| 4.4.3 仿真实验与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 面向多运载机的回收任务规划 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多运载机回收任务规划模型 |
| 5.2.1 目标函数构造 |
| 5.2.2 约束条件 |
| 5.3 多阶段空基回收任务规划框架 |
| 5.4 基于分层优化算法的回收任务规划 |
| 5.4.1 预分配层 |
| 5.4.2 调度层 |
| 5.5 基于改进粒子群算法的回收任务规划 |
| 5.5.1 常规粒子群算法 |
| 5.5.2 算法改进 |
| 5.5.3 算法流程 |
| 5.6 仿真实验与结果分析 |
| 5.6.1 回收任务规划架构有效性验证 |
| 5.6.2 回收任务规划方法性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）巡飞弹药航迹规划算法优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 巡飞弹国内外研究现状 |
| 1.2.2 现代智能算法发展现状 |
| 1.2.3 航迹规划国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容和结构安排 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 结构安排 |
| 第2章 航迹规划理论基础 |
| 2.1 约束条件 |
| 2.1.1 飞行航迹 |
| 2.1.2 飞行过程 |
| 2.1.3 性能约束 |
| 2.1.4 航迹评价 |
| 2.2 战场地形建模 |
| 2.2.1 威胁目标建模 |
| 2.2.2 三维地形建模 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 航迹规划算法分析 |
| 3.1 集群智能算法 |
| 3.2 蚁群算法 |
| 3.2.1 蚁群算法原理 |
| 3.2.2 蚁群算法数学描述 |
| 3.2.3 蚁群算法具体流程 |
| 3.2.4 蚁群算法特点 |
| 3.3 遗传算法 |
| 3.3.1 遗传算法原理 |
| 3.3.2 遗传算法数学描述 |
| 3.3.3 遗传算法具体流程 |
| 3.3.4 遗传算法特点 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于算法改进的航迹规划 |
| 4.1 遗传算法改进策略 |
| 4.1.1 交叉变异概率自适应策略 |
| 4.1.2 仿真结果分析 |
| 4.2 蚁群算法改进策略 |
| 4.2.1 信息素更新策略 |
| 4.2.2 随机扰动状态转移概率策略 |
| 4.2.3 基于改进蚁群算法的航迹规划 |
| 4.2.4 仿真结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 致谢 |
（5）基于Dubins算法的大型无人机路径规划研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 无人机路径规划的研究现状 |
| 1.2.1 无人机路径规划研究的国外发展状况 |
| 1.2.2 无人机路径规划研究的国内发展状况 |
| 1.3 本文的主要内容 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 第二章 无人机路径规划问题分析 |
| 2.1 无人机运动表示方法 |
| 2.1.1 无人机常用坐标系 |
| 2.1.2 坐标系之间的转换 |
| 2.1.3 无人机的质心运动方程 |
| 2.2 威胁建模 |
| 2.2.1 地形障碍威胁 |
| 2.2.2 雷达探测威胁 |
| 2.2.3 其他威胁 |
| 2.3 无人机的各种约束条件 |
| 2.3.1 无人机的最小航迹长度 |
| 2.3.2 无人机的最大航迹长度 |
| 2.3.3 无人机的角度范围限制 |
| 2.3.4 最低飞行高度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章无人机二维最短路径研究 |
| 3.1 无人机的最短Dubins路径模型 |
| 2r工况下的Dubins最短路径'>3.2 d>2r工况下的Dubins最短路径 |
| 3.3 d≤2r工况下的Dubins最短路径 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 无人机航路跟踪与避障研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 无人机二维路径跟踪制导研究 |
| 4.2.1 Frenet-serret等式 |
| 4.2.2 基于Carrot线性制导律的方法跟踪Dubins路径 |
| 4.2.3 基于非线性制导律的方法跟踪Dubins路径 |
| 4.2.4 路径跟踪控制器仿真 |
| 4.3 低空环境下无人机避障路径规划研究 |
| 4.3.1 避障问题的描述 |
| 4.3.2 基于Dubins曲线和遗传算法的无人机避障算法 |
| 4.3.3 低空避障飞行仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 无人机三维路径规划研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于螺旋线模型的三维Dubins路径生成方法 |
| 5.3 无人机三维路径跟踪研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）基于智能算法的巡飞弹协同攻击策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 巡飞弹特点及国内外发展现状 |
| 1.2.2 智能算法发展现状 |
| 1.3 问题综述 |
| 1.4 关键技术分析 |
| 1.4.1 地形及战场信息获取 |
| 1.4.2 目标威胁模型构建 |
| 1.4.3 目标分配及航迹规划算法研究 |
| 1.4.4 基于虚拟现实的作战仿真 |
| 1.5 本文的研究内容与组织结构 |
| 2 巡飞弹协同攻击策略研究的基础建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 战场想定设计与建模 |
| 2.2.1 协同攻击问题建模 |
| 2.2.2 战场空间建模 |
| 2.2.3 巡飞弹集群建模 |
| 2.2.4 作战单元想定与建模 |
| 2.3 战场地形建模 |
| 2.3.1 数字地形模型概述 |
| 2.3.2 VR-Forces的地形数据库 |
| 2.3.3 三维地形建模方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 巡飞弹协同攻击策略的目标分配研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 目标威胁评估方法研究 |
| 3.2.1 权重的确定方法 |
| 3.2.2 目标威胁等级量化方法 |
| 3.2.3 AHP算法研究 |
| 3.2.4 基于AHP算法的目标威胁系数计算 |
| 3.3 作战效能评估方法研究 |
| 3.3.1 动态威胁模型 |
| 3.3.2 基于熵值法的效能优势函数 |
| 3.3.3 指派问题的应用 |
| 3.3.4 代价函数模型 |
| 3.3.5 算法仿真与分析 |
| 3.4 基于BPSO算法的目标分配 |
| 3.4.1 基本PSO算法原理及特点 |
| 3.4.2 基本PSO数学模型与算法步骤 |
| 3.4.3 基于BPSO的目标分配算法设计 |
| 3.4.4 算法仿真 |
| 3.4.5 结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 巡飞弹协同攻击策略的航迹规划 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ACO算法基本原理 |
| 4.2.1 ACO算法机制 |
| 4.2.2 ACO算法特性 |
| 4.2.3 规划空间描述 |
| 4.2.4 基本思路 |
| 4.3 ACO算法数学模型 |
| 4.3.1 数学模型 |
| 4.3.2 ACO算法步骤 |
| 4.3.3 ACO算法复杂度分析 |
| 4.4 基于ACO的巡飞弹攻击航迹规划关键方法 |
| 4.4.1 三维规划空间栅格分层 |
| 4.4.2 节点搜索的抽象及信息素挥发机制 |
| 4.4.3 层进搜索原则 |
| 4.4.4 航迹节点搜索方法及搜索域 |
| 4.4.5 规划空间边界的处理 |
| 4.4.6 启发函数与随机因子 |
| 4.5 基于ACO的巡飞弹攻击航迹规划算法设计 |
| 4.5.1 算法设计 |
| 4.5.2 算法流程 |
| 4.6 算法仿真与分析 |
| 4.6.1 仿真结果 |
| 4.6.2 仿真分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 巡飞弹协同攻击过程的虚拟仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 军事应用 |
| 5.1.2 辅助仿真 |
| 5.1.3 VR-Forces虚拟仿真软件 |
| 5.2 基于VR-Forces的作战想定 |
| 5.2.1 战场构建 |
| 5.2.2 航迹编辑 |
| 5.2.3 航迹模拟 |
| 5.3 基于VR-Forces的巡飞弹攻击航迹仿真 |
| 5.3.1 仿真结果 |
| 5.3.2 仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）弹射式变掠角串置翼飞行机器人设计及控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 弹射折叠翼飞行机器人研究现状及分析 |
| 1.2.1 弹射折叠翼飞行机器人研究现状 |
| 1.2.2 弹射折叠翼飞行机器人发展综述 |
| 1.3 飞行器变形技术概况及研究现状 |
| 1.3.1 飞行器变形技术概况 |
| 1.3.2 变形无人飞行器研究现状 |
| 1.4 弹射变形飞行机器人关键技术研究进展 |
| 1.4.1 飞行机器人弹射技术研究进展 |
| 1.4.2 变形飞行机器人气动问题研究进展 |
| 1.4.3 变形飞行机器人动力学研究进展 |
| 1.4.4 变形飞行机器人控制技术研究进展 |
| 1.5 弹射变掠角串置翼飞行机器人研究的关键问题 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 弹射式变掠角串置翼飞行机器人设计与气动特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 弹射变掠角串置翼飞行机器人设计 |
| 2.2.1 变掠角串置翼飞行机器人构型 |
| 2.2.2 推进系统设计与分析 |
| 2.2.3 弹射系统分析与设计 |
| 2.3 基于CFD的气动仿真模型建立 |
| 2.3.1 控制方程 |
| 2.3.2 湍流模型 |
| 2.3.3 计算域的网格划分 |
| 2.3.4 数值计算结果检验 |
| 2.4 两种机翼布局的定常气动特性对比分析 |
| 2.4.1 两种机翼布局的结构参数 |
| 2.4.2 气动仿真结果分析 |
| 2.5 机翼变形展开过程的非定常气动特性研究 |
| 2.5.1 非定常气动特性分析 |
| 2.5.2 非定常气动特性形成机理研究 |
| 2.5.3 折叠状态和展开状态弹射过程气动力对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 变掠角串置翼飞行机器人动力学建模及分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 变掠角串置翼飞行机器人基本描述 |
| 3.2.1 常用坐标系定义及转换关系 |
| 3.2.2 飞行机器人的运动参数及变形规划 |
| 3.2.3 作用在飞行机器人上的气动力和力矩 |
| 3.3 飞行机器人Kane动力学模型建立 |
| 3.3.1 广义坐标和广义速率 |
| 3.3.2 子刚体的偏速度和偏角速度 |
| 3.3.3 系统广义主动力和广义惯性力 |
| 3.3.4 模型建立 |
| 3.4 纵向动力学分析 |
| 3.4.1 模型简化 |
| 3.4.2 对称变形动态响应分析 |
| 3.4.3 对称变形与升降舵控制效应对比 |
| 3.5 横侧向动力学分析 |
| 3.5.1 模型简化 |
| 3.5.2 不对称变形动态响应分析 |
| 3.5.3 不对称掠角变形与副翼控制效应对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 变掠角串置翼飞行机器人的轨迹跟踪与姿态镇定 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 滑模变结构控制原理 |
| 4.3 纵向运动的自适应滑模控制器设计 |
| 4.3.1 变形飞行机器人纵向运动控制模型分析 |
| 4.3.2 基于全局渐进稳定的外环控制律设计 |
| 4.3.3 纵向系统内环自适应滑模控制律设计 |
| 4.3.4 闭环系统稳定性分析 |
| 4.4 横向运动的滑模控制器设计 |
| 4.4.1 变形飞行机器人横向运动控制模型分析 |
| 4.4.2 横向欠驱动系统模型解耦 |
| 4.4.3 基于Hurwitz稳定的飞行机器人航向滑模控制律设计及收敛性分析 |
| 4.5 仿真及结果分析 |
| 4.5.1 纵向运动仿真 |
| 4.5.2 横向运动仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于多胞型系统的飞行机器人模式切换稳定控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 飞行机器人模式切换过程多胞LPV模型建立 |
| 5.2.1 基于Jacobian线性化的LPV模型建立 |
| 5.2.2 平衡状态稳定特性分析 |
| 5.2.3 多胞型转换 |
| 5.3 基于多胞型形式的增益调度控制器设计 |
| 5.3.1 多胞型鲁棒增益调度控制器设计 |
| 5.3.2 考虑输入饱和的LQR状态反馈控制器设计 |
| 5.4 模式切换过程仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 弹射变掠角串置翼飞行机器人实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 飞行机器人实验系统组成 |
| 6.2.1 变掠角串置翼飞行机器人本体 |
| 6.2.2 飞行机器人电子舱 |
| 6.2.3 地面站设备 |
| 6.3 飞行机器人基本功能测试实验 |
| 6.3.1 飞行机器人变形运动测试 |
| 6.3.2 开环动态响应测试 |
| 6.3.3 姿态镇定控制演示 |
| 6.4 飞行实验 |
| 6.4.1 弹射起飞测试 |
| 6.4.2 姿态控制测试 |
| 6.4.3 轨迹跟踪与姿态镇定控制算法验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）小型尾座式可折叠翼无人机设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 尾座式无人机的研究现状 |
| 1.2.2 折叠翼飞行器的研究现状 |
| 1.2.3 共轴双旋翼气动特性的研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及章节安排 |
| 2 尾座式无人机总体设计 |
| 2.1 无人机总体设计方案 |
| 2.1.1 设计指标 |
| 2.1.2 总体设计思路 |
| 2.1.3 总体布局设计方案 |
| 2.2 无人机总体参数初步设计 |
| 2.2.1 飞行环境分析 |
| 2.2.2 翼载荷和功重比的计算 |
| 2.2.3 无人机起飞总重估算 |
| 2.3 无人机总体参数详细设计 |
| 2.3.1 联翼机翼参数设计及尺寸优化 |
| 2.3.2 翼型设计 |
| 2.3.3 副翼参数设计 |
| 2.3.4 尾翼参数设计 |
| 2.3.5 机身尺寸设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 尾座式无人机气动特性分析 |
| 3.1 固定翼飞行模式气动分析 |
| 3.1.1 几何模型的建立 |
| 3.1.2 创建网格 |
| 3.1.3 参数设置与求解 |
| 3.1.4 水平飞行气动分析 |
| 3.1.5 水平飞行性能指标计算 |
| 3.1.6 流固耦合分析 |
| 3.2 共轴双桨气动仿真分析 |
| 3.2.1 基于片条理论的螺旋桨拉力分析 |
| 3.2.2 基于CFD的共轴双桨气动仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 尾座式无人机的结构设计 |
| 4.1 折叠翼机构的设计 |
| 4.2 无人机机体结构和尾翼设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 尾座式无人机的动力学分析及控制模式设计 |
| 5.1 尾座式无人机的飞行原理 |
| 5.1.1 固定翼模式飞行原理 |
| 5.1.2 过渡模式飞行原理 |
| 5.2 尾座式无人机的动力学分析 |
| 5.2.1 无人机飞行常用坐标系 |
| 5.2.2 尾座式无人机的运动参数 |
| 5.2.3 尾座式无人机的运动学方程 |
| 5.2.4 尾座式无人机的动力学方程 |
| 5.3 尾座式无人机控制模式设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文主要工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录A [无人机工程图] |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）仿生折叠三旋翼跨介质无人机动力学建模与运动控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及关键技术 |
| 1.2.1 跨介质无人机研究现状 |
| 1.2.2 倾转旋翼无人机研究现状 |
| 1.2.3 仿生折叠三旋翼跨介质无人机关键技术 |
| 1.3 研究内容与组织结构 |
| 第二章 仿生折叠三旋翼跨介质无人机设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 跨介质无人机概念设计 |
| 2.2.1 整体结构设计 |
| 2.2.2 工作模式设计 |
| 2.2.3 操纵逻辑设计 |
| 2.3 跨介质无人机结构设计 |
| 2.3.1 变体机翼设计 |
| 2.3.2 旋翼构型设计 |
| 2.3.3 倾转机构设计 |
| 2.3.4 动力系统验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 仿生折叠三旋翼跨介质无人机动力学建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 坐标系定义及转换 |
| 3.3 跨介质无人机动力学建模 |
| 3.3.1 三旋翼气动力学模型 |
| 3.3.2 固定翼气动力学模型 |
| 3.3.3 水下动力学模型 |
| 3.3.4 动力学及运动学方程 |
| 3.4 跨介质无人机气动及水动特性分析 |
| 3.4.1 无人机气动特性分析 |
| 3.4.2 无人机水动特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 仿生折叠三旋翼跨介质无人机运动控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 无人机控制架构 |
| 4.3 旋翼模式控制 |
| 4.3.1 姿态控制及平衡点分析 |
| 4.3.2 旋翼模式控制分配设计 |
| 4.4 航行模式控制 |
| 4.5 倾转模式控制 |
| 4.5.1 倾转过渡策略 |
| 4.5.2 逆倾转过渡策略 |
| 4.5.3 过渡模式控制分配设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 样机制作及功能验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 无人样机制作 |
| 5.2.1 样机平台搭建 |
| 5.2.2 机载航电系统 |
| 5.2.3 二次开发系统 |
| 5.2.4 固件烧录与硬件校准 |
| 5.3 飞行与航行功能验证 |
| 5.3.1 空中飞行试验 |
| 5.3.2 水下航行试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（10）中国面向遥感应用的垂直起降无人机现状和应用前景分析（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 垂直起降无人机发展现状 |
| 2.1 无人直升机 |
| 2.2 多旋翼无人机 |
| 2.3 垂直起降固定翼无人机 |
| 3 垂直起降无人机在遥感中的典型应用 |
| 3.1 重大突发事件和自然灾害紧急响应 |
| 3.2 国土资源环境调查与测绘 |
| 3.3 农业植保 |
| 4 无人机机型市场调研及应用前景分析 |
| 4.1 市场调研与分析 |
| 4.2 发展趋势和应用前景分析 |
| 5 结论 |
四、炮射无人飞行器(UAV)（论文参考文献）
- [1]基于翠鸟入水策略的跨介质飞行器构型仿生设计及入水性能研究[D]. 吴正阳. 吉林大学, 2021
- [2]仿生跨介质飞行器水气动布局融合设计及出水特性分析[D]. 贺永圣. 吉林大学, 2021(01)
- [3]集群无人机空基回收任务规划方法研究[D]. 刘永孛. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [4]巡飞弹药航迹规划算法优化研究[D]. 王辉. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [5]基于Dubins算法的大型无人机路径规划研究[D]. 章天杨. 安徽工程大学, 2020(04)
- [6]基于智能算法的巡飞弹协同攻击策略研究[D]. 张钧轶. 中北大学, 2020(11)
- [7]弹射式变掠角串置翼飞行机器人设计及控制方法研究[D]. 高良. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [8]小型尾座式可折叠翼无人机设计[D]. 李博. 北京交通大学, 2020(03)
- [9]仿生折叠三旋翼跨介质无人机动力学建模与运动控制[D]. 王宝财. 国防科技大学, 2019(02)
- [10]中国面向遥感应用的垂直起降无人机现状和应用前景分析[J]. 杨梦琳,李道春,万志强,严德,王耀坤. 地球信息科学学报, 2019(04)