| 高速无人机地面变速滑跑转弯方向稳定性研究 |
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| 引用本文： | 孔德旭,尹乔之,宋佳翼,魏小辉.高速无人机地面变速滑跑转弯方向稳定性研究[J].北京航空航天大学学报,2023(12):3476-3488. |
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| 作者姓名： | 孔德旭 尹乔之 宋佳翼 魏小辉 |
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| 作者单位： | 1. 南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室;2. 南京航空航天大学航空学院飞行器先进设计技术国防重点学科实验室;3. 南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室 |
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| 基金项目： | 航空科学基金(202000410520002)；;国家自然科学基金(51905264)；;中国博士后科学基金(2021M691565)；;中央高校基本科研业务费专项资金(NT2021004)； |
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| 摘 要： | 高速起降无人机地面滑跑过程中受到轮胎力、气动力、舵面力等多个非线性因素的影响，容易发生转弯失控，在地面打转甚至冲出跑道等严重事故。目前利用分岔理论分析飞机地面滑跑非线性转弯系统稳定性时，都是基于匀速滑跑的平衡态系统，无法分析加减速对非线性非自治飞机地面滑跑系统稳定性的影响。对此，提出利用达朗贝尔原理将非线性动态系统转化为等效非线性平衡态系统进行分岔特性研究。在MATLAB/Simulink中建立无人机非线性地面变速滑跑动力学模型，并基于达朗贝尔原理在系统模型中引入惯性力，将系统转化为等效平衡态系统，进而利用数值延拓法对系统全局稳定性及分岔特性进行求解，分析了无人机变速滑跑过程中加速度对无人机转弯方向稳定性的影响，并对系统出现的鞍结分岔现象、Hopf分岔现象进行分析。通过对3种典型工况下无人机的运动状态和受力进行分析，揭示了无人机地面变速滑跑转弯时发生方向失稳的本质与机理。同时，在加速度单参数分岔分析的基础上，采用开折方法，将前轮转角作为附加参数引入无人机地面滑跑动力学模型，进行双参数分岔分析，讨论了双参数组合对无人机地面滑跑方向稳定性的影响规律，并就双参数分岔过程中新出现的BT分岔、G...
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| 关 键 词： | 高速无人机 地面滑跑 分岔理论 MATLAB/Simulink 达朗贝尔原理 |
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