无人机地面运动的动力学建模及仿真

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.07.013

兵工学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (7): 1021-1026.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2014.07.013

无人机地面运动的动力学建模及仿真

关永亮¹, 侯玉秀¹, 贾宏光², 刘波², 马伍元²

(1.长春理工大学机电工程学院，吉林长春 130022;

收稿日期:2013-09-28 修回日期:2013-09-28 上线日期:2014-09-05
通讯作者: 关永亮 E-mail:gyl2007fly@yeah.net
作者简介:关永亮(1988—)，男，硕士研究生
基金资助:
中国科学院知识创新工程国防科技创新重要方向项目（YYYJ-1122）

Dynamic Modeling and Simulation of UAV Ground Maneuvers

GUAN Yong-liang¹, HOU Yu-xiu¹, JIA Hong-guang², LIU Bo², MA Wu-yuan²

(1.College of Mechanical and Electric Engineering, Changchun University of Science and Technology,2.Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, Jilin, China)

Received:2013-09-28 Revised:2013-09-28 Online:2014-09-05
Contact: GUAN Yong-liang E-mail:gyl2007fly@yeah.net

摘要/Abstract

摘要： 采用弹性轮胎理论，建立了前三点式无人机地面运动的动力学模型。该模型考虑地面运动过程中无人机所要承受的来自地面、空气以及自身的作用力，描述了无人机的地面运动过程。采用某一型号无人机的参数进行仿真，在仿真结果中提取无人机地面运动过程中前轮侧向力、主轮侧向合力和左、右主轮地面支持力4个关键数据，通过对这些数据进行分析，提出无人机地面运动动力学模型的约束条件，并得到了无人机地面运动的可行域。

关键词: 航空、航天科学技术基础学科, 无人机, 轮胎, 地面运动, 仿真

Abstract: A dynamic model of tricycle-undercarriage-UAV ground maneuvers is established using elastic tire theory. With full consideration of loads applied to UAV, the model can describe the process of the UAV ground maneuvers exactly. The simulation is based on a series of parameters of a real UAV. The constraints are put forward by analyzing some data from simulation, which affect the ground maneuvers of UAV. At last, the available range of UAV ground maneuvers is given.

Key words: basic disciplines of aerospace and technology, UAV, tire, ground maneuver, simulation

中图分类号:

V214.1

关永亮, 侯玉秀, 贾宏光, 刘波, 马伍元. 无人机地面运动的动力学建模及仿真[J]. 兵工学报, 2014, 35(7): 1021-1026.

GUAN Yong-liang, HOU Yu-xiu, JIA Hong-guang, LIU Bo, MA Wu-yuan. Dynamic Modeling and Simulation of UAV Ground Maneuvers[J]. Acta Armamentarii, 2014, 35(7): 1021-1026.

参考文献

［1］顾宏斌．飞机地面运行的动力学模型［J］．航空学报，2001，

22(2)： 163-167．
GU Hong-bin．Dynamic model of aircraft handing［J］.Acta Aeronautica et Astronautica Sinica,2001,22(2):163-167.(in Chinese)
［2］傅莉，王晓光．无人机近距离空战微分对策建模研究［J］．兵工学报，2012，33(10)：1210-1216．
FU Li,WANG Xiao-guang.Research on close air combat modeling of differential gams for unmanned combat air vehicles［J］.Acta Armamentrii,2012,33(10):1210-1216．(in Chinese)
［3］傅阳光，周成平，胡汉平．无人飞行器海上航迹规划差分进化算法研究［J］．兵工学报，2012，33（3)：295-300．
FU Yang-guang,ZHOU Cheng-ping,HU Han-ping.Research on differential evolution for path planning for unmanned aerial vehicle in ocean environment［J］．Acta Armamentrii，2012，33(3):295-300．(in Chinese)
［4］钱小妹．飞机操纵前轮转弯特性仿真研究［D］．南京：南京航空航天大学，2008．
QIAN Xiao-mei.Research on steering nose wheel aircraft by dynamic simulation ［D］．Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,2008．(in Chinese)
［5］ Duprez J, Mora-Camino F, Villaume F. Control of the aircraft-on-ground lateral motion during low speed roll and manoeuvers［C］∥IEEE Aerospace Conference Proceedings. Washington：IEEE，2004：2656-2666.
［6］张明．飞机地面动力学若干关键技术研究［D］．南京：南京航空航天大学，2009．
ZHANG Ming.Research on some key technologies of aircraft ground dynamics ［D］．Nanjing：Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，2009．(in Chinese)
［7］ Goldthorpe S H，Dangaran R D, Dwyer J P，et al. Guidance and control design for high-speed roll out and turn off (ROTO),NASA-CR-201602 ［R］. Washington：NASA，1996：33-75.
［8］ Yu S H, Moskwa J J. A global approach to vehicle control: coordination of four wheel steering and wheel torques［J］. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 1994, 116(4): 659-667.
［9］ Allen R W，Rosenthal T J，Szostak H T. Steady state and transient analysis of ground vehicle handling,SAE Paper 870495 ［R］. Washington：SAE，1987：49-78.
［10］ Allen R W，Szostak H T，Rosenthal T J，et al. Characteristics influencing ground vehicle lateral/ directional dynamic stability,SAE Paper 910234［R］. Washington：SAE，1991：56-89.
［11］ Mitschke M， Wallentowitz H．Dynamik der kraftfahrzeuge ［M］．4th ed．New York：Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K，2004：5-135．
［12］王超．汽车轮胎/路面摩擦系数的估算方法研究［D］．长春：吉林大学，2007．
WANG Chao. Study on the estimation method of vehicle tire/road friction ［D］．Changchun：Jilin University，2007．(in Chinese)

[1]	杨占华，刘春生，李军，郭少鹏，李建阳. 空降车辆着陆缓冲过程动态建模仿真[J]. 兵工学报, 2022, 43(S1): 26-34.
[2]	魏武臣，徐硕，何晓夫，王晓光，岳通. 基于作战仿真推演的空-地制导弹药效能评估[J]. 兵工学报, 2022, 43(S1): 107-114.
[3]	王歌，张春，林智伟，王保华，檀虎，陈晨. 多束定向预制破片弹开舱距离研究[J]. 兵工学报, 2022, 43(S1): 115-120.
[4]	薛少辉，范继，唐旭，陈晓明，王凤歌，侯勇，曾玉芸. 基于椎体空间的无人机毁伤元密度分析[J]. 兵工学报, 2022, 43(S1): 133-139.
[5]	王盼，吴昊，梁宇，胡雪岑，纪雪松，王振宇. 轻型无人机起落架设计与强度分析[J]. 兵工学报, 2022, 43(S1): 140-145.
[6]	崔令飞，郭永红，修全发，史超，张硕阳. 基于国产嵌入式智能计算平台的无人机检测方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(S1): 146-154.
[7]	马优恒，姚林海，段红建，李维杰，赵磊. 防空反导光电组网探测概率仿真评估[J]. 兵工学报, 2022, 43(S1): 169-176.
[8]	陈恒帅，朱艳丽，李伟，白杰. 基于热传递仿真的热电池激活阶段热特性[J]. 兵工学报, 2022, 43(5): 1194-1200.
[9]	汪泰霖, 王野, 张富毅, 陈慧岩, 王国玉. 水陆两栖车矢量喷口装置设计与仿真[J]. 兵工学报, 2022, 43(4): 826-850.
[10]	王丹宇，南风强，廖昕，肖忠良，堵平，王彬彬. 消焰剂对大口径火炮炮口烟焰的影响[J]. 兵工学报, 2022, 43(2): 273-278.
[11]	朱毅飞, 林德福, 莫雳, 叶建川. 四旋翼无人机旋翼对机身非定常气动干扰特性[J]. 兵工学报, 2022, 43(2): 410-422.
[12]	姜雨彤，宋海平，王光辉. 基于质量评价最优的无人机航拍图像去雾方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(1): 148-158.
[13]	姚立新，赵晓尧，王帅祥，于永强. 反蜂群无人机防空火箭弹四象限周视激光引信探测概率[J]. 兵工学报, 2022, 43(1): 218-225.
[14]	李军宁，王倩，韩卡，陈武阁. 坦克炮发射角对炮塔座圈动力学行为及其润滑性能的影响[J]. 兵工学报, 2021, 42(9): 1819-1828.
[15]	梅程，彭建鑫，胡宇辉. 单轴并联混合动力商用车整车总质量在线估计算法[J]. 兵工学报, 2021, 42(9): 1838-1846.

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