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研究生: 廖偉志
Liao, Wei-Chih
論文名稱: 隨控佈局無人定翼機之研發
The Development of an Unmanned Control Configured Vehicle
指導教授: 謝成
Hsieh, Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 航空太空工程學系
Department of Aeronautics & Astronautics
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 67
中文關鍵詞: 隨控佈局無人飛行載具結合翼
外文關鍵詞: control configured vehicle, UAV, joined-wing
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  • 本研究係發展一架能在升降高度、橫向側滑和偏航時,但仍保持原飛行姿態的無人定翼機。操作員在地面利用搖桿輸入及更改定翼機的高度、側滑速度和飛機的轉向速度,機載電腦即自動控制引擎轉速與各控制面,使此一控制面按照操控者的意思運動。為了安全理由,本飛行器亦可由一般RC方式操控,只是在此模式下,無法達成上述特殊的飛行狀態。外形採用結合翼設計,當需提升高度時,前、後翼皆可產生升力,並可將力矩相互平衡,側滑和偏航分別由側向舵和方向舵控制。機載控制單元為一單板電腦,高度計、GPS、電子式羅盤及rate gyro,將運動狀態即時量測,傳送給機載電腦,以做上述控制。同時機載電腦藉由wireless modem和地面站連結,將飛機姿態、高度、速度、位置等資訊下傳至地面站,並接收地面站的控制指令。為了設計控制律,我們利用動力學和飛行力學公式配合經驗公式和風洞實驗數據建立數學模式,並由離散方式設計控制律,最後再做整體性的穩定性分析與電腦模擬測試。

    We try to develop an unmanned control configured vehicle which could lift or lower in the altitude and also could side slip or yaw but not change in plane’s attitude. The design of the joined wing which can be increased in lift and also be balanced in the other forces and moment can satisfy our needs. Our flight control unit is an onboard computer and connects the sensors including the altitude sensor, GPS, electronic compass, rate gyro. The flight control unit can transfer the information about the plane and receive the control command through the wireless modems. We set up the plane’s model and design the control law.

    中文摘要 1 Abstract 2 致謝 3 目錄 4 表目錄 6 圖目錄 7 符號說明 8 第一章 緒論 10 1.1 研究動機 10 1.2 文獻回顧 10 1.3 研究目標 11 1.4 論文架構 11 第二章 飛具設計 12 2.1 設計需求 12 2.2 初步設計 12 2.2.1最大起飛重量 12 2.2.2外形設計 13 2.3 細部設計 15 2.3.1升力 15 2.3.2 阻力 16 2.3.3 穩定性 16 2.4 風洞吹試 18 2.5 外型修正 22 2.6 實際飛機 24 第三章 控制系統架構 26 3.1 機載設備 27 3.1.1 飛行控制單元 27 3.1.2 感測器(sensor) 28 3.1.3 伺服馬達 28 3.2 地面站系統 29 3.2.1 人機介面功能 29 3.2.2 地面站程式 29 3.3 RF Link和RC 30 3.4電力系統 30 第四章 數學模式推導 32 4.1 座標與符號定義 32 4.2 公式推導 33 4.3 參數設定 37 4.3.1 縱向參數設定 37 4.3.2 橫向參數設定 38 4.3.3 控制面參數設定 39 4.4 數值模組 40 第五章 控制律設計 42 5.1 設計方法 42 5.2 六個自由度的控制律設計 42 5.2.1速度控制 43 5.2.2高度控制 43 5.2.3側滑控制 43 5.2.4偏航控制 43 5.2.5姿態控制 44 5.2.6完整控制律 44 5.3穩定度分析 45 5.4完整模擬 46 5.4.1速度控制模擬 46 5.4.2高度控制模擬 48 5.4.3側滑控制模擬 50 5.4.4偏航控制模擬 51 5.5.5同時運動模擬 53 第六章 結論與未來研究方向 56 6.1結論 56 6.2未來工作與研究方向 56 附錄 57 參考書目 66 自述 67

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2002-09-05公開
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