The invention discloses a eight rotor aerocraft with attitude and position decoupling control, including landing gear, splint, fixed plate, horizontal connecting rod, propeller one, propeller two, propeller three, propeller four, propeller five, propeller six, propeller seven, propeller eight. Take position and move in position. To achieve the translation, rotation, and in-situ attitude adjustment of the eight rotor. In order to improve the flexibility and flight time of the aircraft, four two-way electric modulation is added. It can control the rotation of the motor in any direction in demand, no longer need to generate thrust from the speed of two motors, and to turn two motors into one direction to generate thrust at the same time. In order to improve the performance of the aircraft. The landing gear is fixed below the splint. The aircraft is of great value to take off in any direction, target tracking, stunt performance, position adjustment, fixed-point, special slope landing and so on.
【技术实现步骤摘要】
一种实现姿态和位置解耦控制的八旋翼飞行器
本专利技术专利涉及无人飞行器,特别是对于需要实现位置与姿态的解耦控制。
技术介绍
传统的四旋翼通过控制四个电机的转速,来达到同时控制四旋翼位置和角度期望无法实现,由于受到控制输入量个数的限制。本专利技术专利通过添加四个垂直于夹板面的桨叶,解决了飞行器欠驱动问题,使得飞行器能实现位置与姿态的独立控制。例如在特殊地形起降运用中,传统的四旋翼无法保证在非水平面安全稳定降落。本专利技术考虑了姿态与位置的解耦控制,从而保证了在起降过程中,机体可以一直保持于起降面平行,从而提高起降的稳定性。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种实现姿态和位置解耦控制的八旋翼飞行器。本专利技术采用的技术方案是:一种实现姿态和位置解耦控制的八旋翼飞行器,包含起落架、夹板、固定板、水平连杆、螺旋桨一、螺旋桨二、螺旋桨三、螺旋桨四、螺旋桨五、螺旋桨六、螺旋桨七、螺旋桨八;起落架通过固定板与夹板紧固连接;夹板为双层圆盘结构,双层圆盘之间设有八对卡环;每对卡环内卡固有一个水平连杆;螺旋桨一、螺旋桨二、螺旋桨三、螺旋桨四、螺旋桨五、螺旋桨六、螺旋桨七、螺旋桨八分别固接在水平连杆末端;其中螺旋桨一、螺旋桨二、螺旋桨三、螺旋桨四设有水平桨叶;螺旋桨五、螺旋桨六、螺旋桨七、螺旋桨八设有垂直桨叶;螺旋桨一和螺旋桨三为逆时针旋转,螺旋桨二和螺旋桨四4为顺时针旋转;螺旋桨五、螺旋桨七和螺旋桨六、螺旋桨八是可以逆时针旋转和顺时针旋转互换。一种实现姿态和位置解耦控制的八旋翼飞行器的控制方法,包括如下步骤:步骤1:建立姿态和位置解耦控制八旋翼系统的数学模型;利用牛顿—欧拉公式 ...
【技术保护点】
1.一种实现姿态和位置解耦控制的八旋翼飞行器,其特征在于:包含起落架、夹板、固定板、水平连杆、螺旋桨一、螺旋桨二、螺旋桨三、螺旋桨四、螺旋桨五、螺旋桨六、螺旋桨七、螺旋桨八;起落架通过固定板与夹板紧固连接;夹板为双层圆盘结构,双层圆盘之间设有八对卡环;每对卡环内卡固有一个水平连杆;螺旋桨一、螺旋桨二、螺旋桨三、螺旋桨四、螺旋桨五、螺旋桨六、螺旋桨七、螺旋桨八分别固接在水平连杆末端;其中螺旋桨一、螺旋桨二、螺旋桨三、螺旋桨四设有水平桨叶;螺旋桨五、螺旋桨六、螺旋桨七、螺旋桨八设有垂直桨叶;螺旋桨一和螺旋桨三为逆时针旋转,螺旋桨二和螺旋桨四为顺时针旋转;螺旋桨五、螺旋桨七和螺旋桨六、螺旋桨八是可以逆时针旋转和顺时针旋转互换。
【技术特征摘要】
1.一种实现姿态和位置解耦控制的八旋翼飞行器,其特征在于:包含起落架、夹板、固定板、水平连杆、螺旋桨一、螺旋桨二、螺旋桨三、螺旋桨四、螺旋桨五、螺旋桨六、螺旋桨七、螺旋桨八;起落架通过固定板与夹板紧固连接;夹板为双层圆盘结构,双层圆盘之间设有八对卡环;每对卡环内卡固有一个水平连杆;螺旋桨一、螺旋桨二、螺旋桨三、螺旋桨四、螺旋桨五、螺旋桨六、螺旋桨七、螺旋桨八分别固接在水平连杆末端;其中螺旋桨一、螺旋桨二、螺旋桨三、螺旋桨四设有水平桨叶;螺旋桨五、螺旋桨六、螺旋桨七、螺旋桨八设有垂直桨叶;螺旋桨一和螺旋桨三为逆时针旋转,螺旋桨二和螺旋桨四为顺时针旋转;螺旋桨五、螺旋桨七和螺旋桨六、螺旋桨八是可以逆时针旋转和顺时针旋转互换。2.一种实现姿态和位置解耦控制的八旋翼飞行器的控制方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:建立姿态和位置解耦控制八旋翼系统的数学模型;利用牛顿—欧拉公式对无人机进行动力学分析,根据飞行器的控制原理,通过水平的桨叶提供x、y方向的水平力,再通过垂直方向的桨叶提供飞行器所需要的升力及姿态控制;可以得到飞机的动力学方程:m为质量,ξ=[xyz]T为飞机在机体坐标系中距离原点的位置关于惯性坐标系的表达方式;变量Fb表示飞机在机体坐标系下受到的外力总和;τb表示飞机力矩的总和。符号sk(Ω)为对称矩阵且:因此向量的叉乘可以表示为:a×b=sk(a)b除了重力外,飞机还会受到螺旋桨产生的推力影响;可以表示为如下方程:sign(ωi)是一个符号函数,Tib表示为飞机在机体坐标系中受到的第i个电机产生的推力;电机5-8可以产生正反两种推力;电机1-4可以产生水平的推力,控制飞行器的悬停和姿态;变量CT>0是一个常量,与桨叶面积,转子半径,空气密度有关;而且可以通过推力实验测量出来;根据动力学...
【专利技术属性】
技术研发人员:肖冰,全凯,史博,傅振洲,杨佳,魏一然,
申请(专利权)人:渤海大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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