ポータブルテールシッターVTOL無人航空機の開発

便携式尾座垂直起降无人机的研制

基本信息

批准号：
21656219
负责人：
近野敦
金额：
$ 2.16万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656219/
关键词：
UAV VTOL 自律飛行

项目摘要

本研究では,災害発生時に上空から被災地の情報を収集することを目的とした,ポータブルテールシッターVTOL型無人航空機を開発する.平成22年度は,飛行シミュレータの開発,ホバリング制御の開発を行った.平成21年度に構築した飛行モデルを用いて,飛行シミュレータを開発した.実際の機体に制御則を実装する前に,この飛行シミュレータで制御則の有効性を確認した.まず,GPS情報に基づく定位置ホバリング制御を開発した.GPS情報では機体の高度に関して精度が得られないので,地面との距離を計測する超音波センサと気圧差を利用した高度計を併用して機体の高度を制御することとした.プロペラを一つのみ有する単発機では,メインローターの回転による反動トルクが発生し,何も制御しないとヨー軸周りに回転してしまう.そこでヨー軸周りの反動トルクをエルロン(補助翼)で抑制する制御則を開発した.次にホバリングしながらの指定経路追従制御を研究開発した.ホバリングしながら経路追従を行うためには,水平方向に力を発生させなければならない.ここではエレベータ(昇降舵)とラダー(方向舵)の舵面にプロペラ後流(ダウンウォッシュ)を当てることで水平分力を作り出す制御を試み,実機での制御実験を行い,その有効性を検証した.

在这项研究中，我们将开发一种便携式尾座垂直起降型无人机，目的是在灾难发生时从空中收集有关灾区的信息。2010财年，我们开发了飞行模拟器和悬停控制飞行器。模拟器是使用2009年构建的飞行模型开发的。在实际飞机上实施控制律之前，我们使用该飞行模拟器验证了控制律的有效性，我们开发了基于 GPS 信息的固定位置悬停控制，从而提供了有关飞机高度的准确性。测量到地面的距离和利用气压差的高度计来确定飞机的高度。在只有一个螺旋桨的单发飞机中，由于主旋翼的旋转而产生反作用扭矩，如果不采取控制，它将绕偏航轴旋转，因此我们决定控制反作用扭矩绕主旋翼旋转。我们开发了一种使用副翼（辅助机翼）来抑制气流的控制律。接下来，我们开发了在悬停时遵循指定路径的控制。为了在悬停时执行路径跟踪，需要在水平方向产生力。在这里，我们在升降舵（elevator）和方向舵（rudder）的控制面上创建了螺旋桨尾流（downwash），我们尝试进行控制。通过施力产生水平分力的方法，并在实机上进行了控制实验，验证了其有效性。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A hovering control strategy for a tail-sitter VTOL UAV that increases stability against large disturbance

DOI：
10.1109/robot.2010.5509183
发表时间：
2010-05
期刊：
2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation
影响因子：
0
作者：
Takaaki Matsumoto;K. Kita;R. Suzuki;Atsushi Oosedo;Kenta Go;Yuta Hoshino;A. Konno;M. Uchiyama
通讯作者：
Takaaki Matsumoto;K. Kita;R. Suzuki;Atsushi Oosedo;Kenta Go;Yuta Hoshino;A. Konno;M. Uchiyama

Design and simulation of a quad rotor tail-sitter unmanned aerial vehicle

DOI：
10.1109/sii.2010.5708334
发表时间：
2010-12
期刊：
2010 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
影响因子：
0
作者：
Atsushi Oosedo;A. Konno;Takaaki Matumoto;Kenta Go;Kouji Masuko;S. Abiko;M. Uchiyama
通讯作者：
Atsushi Oosedo;A. Konno;Takaaki Matumoto;Kenta Go;Kouji Masuko;S. Abiko;M. Uchiyama

テールシッタVTOL UAVの最小移動ポストストール姿勢遷移機動

尾座垂直起降无人机失速后最小运动姿态转换机动