论文结构
• 基于纵向位置差的螺旋桨差动理论 纵向控制方 • 多矢量螺旋桨控制分配理论
法设计
• 是否收敛/最大俯仰角/俯仰速率/ 纵向动态响 • 减少控制时间，优化能源，提高鲁棒性…
应特性分析
• 飞行过程研究 高度势能储 • 不同情况下能源消耗对比
能规划
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• 柔性机翼建模理论复杂 • 纵向差动理论研究参考文献较少 • 多桨控制分配可能会遇到阈值限制或者不收敛 • 高度势能储能方法还未深入研究
2014年 7月 2014年12 月
工作内容
阅读文献，完成太阳能无人机纵向建 模
飞机纵向问题分析，设计控制方法， 研究纵向飞行特性，实现控制分配算 法。实现高度分析。
完成小论文
完成大论文
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Байду номын сангаас
欢迎大家提出宝贵意见 谢谢
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开题报告
太阳能无人机纵向控制方法研究
报告人： 导师： 报告时间：
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课题背景/应用价值 国内外研究现状
研究内容/研究目标/研究方法 论文架构
难点/进度安排
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课题背景
能源危 机
环境保 护
高空长 航时
太阳能 无人机
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应用价值
Schematic representation of Power transfer
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国内研究现 状
国内研究以西北工业大学为主，研究涉及以下方面 柔性机翼动力学建模（1篇） 太阳能能源优化控制（1篇） 飞行控制律设计（1篇） 横航向螺旋桨差动控制（2篇） 太阳能无人机轨迹优化（1篇）
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国内研究现 状
前人研究的可发掘之处 柔性机翼的动力学建模可与控制结合 螺旋桨差动可以在纵向通道运用实现俯仰控制 滑模变动态逆理论在纵向通道控制分配的应用 研究俯仰通道的运动，分析整个运动过程中的能
• 考虑在可接受范围内的模型简化以及等价
难点
• 类比航向差动理论。模型尽可能贴切。多查找新文献 • 多种控制分配方法比较，控制律设计
• 继续阅读文献，请教导师
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研究进度安 排
起始时间 2013年12月 2014年 2 月
2014年 5 月 2014年9月
终止时间 2013年1月 2014年 5月
• Zephyr
• R.J. Boucher
• Dupont Company • Voit-Nitschmann • QinetiQ
• Fisrt flight
• No energy storage • 350km
• 14day 40km(2010)
• 20min 100m
• 5.4hour 262km
源消耗。 高度势能储能方法的深入研究
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研究目标
建立柔性机翼动力学模 型
实现俯仰保持及速度保 持
实现能源约束下的轨迹 优化
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研究方法
• 伪逆法 • 主动集
• 经典PID • 滑模变结构
• 柔性机翼新模 型
指令
控制律
控制分 配
能源约 束
动力学 模型
输出
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• 基于某型无人机计算气动数据 • 建立六自由度动力学方程 动力学建模 • 考虑柔性机翼等效问题
• 2007 • Odysseus • AeroVironment • Concept design
国外研究成 果
1974 1980
1990
2000
2010
• 1974 & 1975
• 1981
• 1996
• 2006
• Sunrise I & II
• Solar Challenger • Icaré 2
气象观测 通讯中继 军事监察 导弹制导
HALE
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• 1980
• 1986
• Gossamer Penguin • Sunseeker
• MacCready
• Eric Raymond
• first piloted
• 121hour 400km
• 1986 • Helios • AeroVironment • >24hour 30480m