1、微型四旋翼飛行器是一種結(jié)構(gòu)簡單、機動靈活性很高、可垂直起降的無人飛行器,具有極大的軍用和民用價值。由于主體尺度小、飛行速度低,微型四旋翼飛行器的飛行雷諾數(shù)較低。同時,微型四旋翼飛行器也是一個具有空間6個自由度而只有四個輸入的欠驅(qū)動系統(tǒng)。低雷諾數(shù)下的空氣動力學(xué)問題和欠驅(qū)動系統(tǒng)的控制問題是當(dāng)今微型四旋翼飛行器研究中的難點和熱點。
　　本文針對上述兩個問題對微型四旋翼飛行器建立了有限元模型和系統(tǒng)動力學(xué)模型,分別研究了微型四旋翼飛行器懸飛

2、過程中的氣動特性和姿態(tài)控制方法,并通過仿真試驗進行了驗證,本文的研究工作主要包括以下幾個方面:
　　首先根據(jù)經(jīng)典力學(xué)與牛頓定律,建立了微型四旋翼飛行器的系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型,并通過引入控制變量和忽略阻力系數(shù)對數(shù)學(xué)模型進行了簡化。
　　其次以實際搭建的微型四旋翼飛行器平臺為基礎(chǔ),在保持主體特征下盡量簡化機身模型,通過UG軟件生成了微型四旋翼飛行器機身實體,并在Ansys軟件中完成了流場幾何模型的建立和有限元網(wǎng)格劃分。
　　

3、然后基于有限元方法對微型四旋翼飛行器施加多個邊界條件進行了流固耦合仿真分析,研究了低雷諾數(shù)下微型四旋翼飛行器在懸飛過程中的周圍的流場分布,揭示了微型四旋翼飛行器的氣動特性變化規(guī)律,此外,將流場分析得到的氣動載荷加載到結(jié)構(gòu)分析模塊,研究了機身應(yīng)力分布情況和流固耦合特性,得到機身最大應(yīng)力所在位置及其振動特性。
　　最后針對飛行器豎直向上飛行模式設(shè)計了線性化的PID控制器,運用SIMULINK搭建了仿真模型,調(diào)整PID參數(shù)后的仿真結(jié)果驗