微型旋翼飛行器非對稱變距機理的動態(tài)測試實驗研究.pdf

1、微型旋翼飛行器是現(xiàn)代微型飛行器發(fā)展的一個重要方向，由于其在軍事上和民用上都有著十分廣闊的應用前景，因此得到了世界各國的極大關注和高度重視。本課題是國家自然科學基金支持項目，具有很強的應用價值。 本文主要的研究對象是微型旋翼飛行器，它的尺寸為15cm，重量為105g，具有非對稱變距系統(tǒng)。非對稱變距系統(tǒng)的機理為：通過電機的瞬間加速，利用旋翼槳葉的慣性力使彈性連桿變形來實現(xiàn)槳葉變距，達到控制微型旋翼飛行器機動飛行的目的。由于彈性連桿

2、只和單邊槳葉通過剛性相連，槳距角會從連接端的最大值遞減到非連接端的最小值，呈現(xiàn)槳葉變距的非對稱性。由此可見，研究非對稱變距機理的關鍵就是研究電機輸出轉(zhuǎn)矩、彈性連桿變形、槳距角之間的關系。本文從動態(tài)測試實驗的角度來研究上述非對稱變距機理，完成了4個動態(tài)測試實驗：1)動態(tài)測試彈性連桿變形量——利用應變片，通過旋轉(zhuǎn)水銀導電滑環(huán)將信號引出，經(jīng)應變放大儀放大后通過PCI2003數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)，并存儲在PC機中；2)測試電機轉(zhuǎn)速實驗——利用C8

3、051F020單片機的PCA捕捉功能；3)測試電機扭矩實驗——利用測定的電機轉(zhuǎn)速得到扭矩；4)高速攝像法動態(tài)測試電機電壓和槳距角及彈性連桿變形角度之間的關系——利用高速攝像機在不同相位測定飛機角度。通過以上這些實驗可以定性的找到飛行器變距的初步規(guī)律。 本文的研究主要有兩個難點：一是由于微型旋翼飛行器的體積小、旋轉(zhuǎn)速度快、角度變形小，接觸法測量槳距角十分困難，針對此難點本文提出了一種新穎的高速攝像法。高速攝像機的拍攝速度可達10