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1、碩士學(xué)位論文小型無(wú)人直升機(jī)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理WIND-TUNNELEXPERIMENTANDDATAPROCESSFORSAMLL-SCALEAUTONOMOUSHELICOPTER李磊哈爾濱工業(yè)大學(xué)2010年12月國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)：V212.4學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：621密級(jí)：公開(kāi)工學(xué)碩士學(xué)位論文小型無(wú)人直升機(jī)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理碩士研究生：李磊導(dǎo)師：朱曉蕊副教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：控制科學(xué)與工程所在單位：深圳研究生院答辯日期：2010年12月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classi
2、fiedIndex:V212.4U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringWIND-TUNNELEXPERIMENTANDDATAPROCESSFORSAMLL-SCALEAUTONOMOUSHELICOPTERCandidate:LeiLiSupervisor:Prof.XiaoruiZhuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEng
3、ineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2010Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要小型無(wú)人直升機(jī)由于體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、能夠垂直升降等特點(diǎn)而擁有廣闊的應(yīng)用前景。然而，小型無(wú)人直升機(jī)高度的欠阻尼特性使其抗風(fēng)能力普遍不佳。小型無(wú)人直升機(jī)的工作環(huán)境多數(shù)都是在室外進(jìn)行的，因此研究風(fēng)擾下的小型無(wú)人直升機(jī)的抗風(fēng)能力具
4、有現(xiàn)實(shí)意義。首先，本文給出一個(gè)可行的小型無(wú)人直升機(jī)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建在南京航空航天大學(xué)低速開(kāi)口風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的六分量天平臺(tái)架系統(tǒng)上，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是用整塊硬鋁進(jìn)行電火花加工、鉆孔而成，具有良好的剛度及精度。實(shí)驗(yàn)包括多個(gè)前傾角、多個(gè)風(fēng)向在不同風(fēng)速下的多個(gè)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，并測(cè)出了各個(gè)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下實(shí)驗(yàn)過(guò)程中機(jī)身模型上所受的力和力矩。然后，對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理階段，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了理論上的驗(yàn)證，從而在理論上證明了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。為了得出作為輸出的力和力矩與作為輸入的橫、縱向周期變距以
5、及總距之間的逼近的高階多項(xiàng)式關(guān)系，采用最小二乘的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。在此基礎(chǔ)上，將風(fēng)變量作為另一個(gè)耦合的輸入量，得出由風(fēng)變量、橫縱向周期變距、總距作為自變量，力和力矩作為應(yīng)變量的高階多項(xiàng)式方程。最后得出了可以用多項(xiàng)式來(lái)近似描述各輸入變量和各方向上的力和力矩之間的函數(shù)關(guān)系的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的小型無(wú)人直升機(jī)飛行控制器將具有更好的抗風(fēng)能力。關(guān)鍵詞:小型無(wú)人直升機(jī)；風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)；抗風(fēng)能力I哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTSmall-scaleautonomoushelicopterhasabr
6、oadapplicationprospectforitscharacteristicsofsmallsize,strongmaneuverability,abilityofverticaltaking-offandlandingandsoon.However,thehighlyunderdampedcharacteristicofsmall-scalehelicoptermakesithavepoorwindresistantability.Small-scaleautonomoushelicopt
7、erusuallyworksinoutdoorenvironments,sothereisapracticalsignificanceatresearchonwindresistanceofsmall-scaleautonomoushelicopterundergustdisturbance.Firstly,thisthesisgivesapracticalschemeofwindtunnelexperiment.Theexperimentplatformismountedonthesix-comp
8、onentbalanceplatformsystemintheLow-Speed-Open-Wind-TunnelofNanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics.Theexperimentplatform,whichhasgoodabilityofstiffnessandaccuracy,ismadeofawholeblockofhardaluminumthroughelectricaldischargemachinin
