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多旋翼無人機飛行失控難題或?qū)⒂瓉磙D(zhuǎn)機
2024年01月16日 16:10:27
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4934
最近，北京航空航天大學(xué)科研團隊成功攻克了這個難題。據(jù)悉，北航自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院可靠飛行控制團隊圍繞四旋翼無人機進行了深入研究，通過分析受損飛行器故障時的受力特點，設(shè)計了一種“被動容災(zāi)控制算法”。這種算法的直接作用就是能在事故發(fā)生時，讓機身進行自我調(diào)節(jié)，使其能夠借助完好的機翼成功迫降。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】無人機是現(xiàn)代飛行器領(lǐng)域及機器人領(lǐng)域的一項重要技術(shù)，尤其是大型無人機的出現(xiàn)，更為現(xiàn)代社會帶來了許多全新的應(yīng)用和機遇。而自從無人機技術(shù)從軍事逐漸走到民用領(lǐng)域后，無論是工業(yè)巡檢還是消防救援，從簡單的拍照攝像到復(fù)雜的物品傳遞，無人機似乎帶來了無限的可能。但即便如此，只要你擁有無人機或者從事需要操作無人機的相關(guān)工作，有一個難題就不得不去面對——炸機。
炸機簡單的說就是無人機無法正常工作，導(dǎo)致在空中失去控制，最終出現(xiàn)丟失或者損壞的情況，尤其是多旋翼無人機，取決于其工作原理的影響，其炸機概率并不算低。
事實上，多旋翼無人機也是目前應(yīng)用最廣泛的飛行器之一，這種無人機使用多個螺旋槳提供升力，通過調(diào)整螺旋槳的轉(zhuǎn)速能夠?qū)崿F(xiàn)飛行、旋轉(zhuǎn)、回旋等特技動作，并且具備垂直起降和懸停能力。但與此同時，多旋翼也是這種無人機容易出現(xiàn)飛行失控的誘因。簡單的說，在極端情況或者意外情況發(fā)生時，如果多旋翼無人機的一個或者數(shù)個螺旋翼受損，那么機身就無法保持平衡。這種時候，如果損壞的機翼少，或許可以通過特殊的操作技巧完成迫降，但是大多數(shù)情況下，機體都會面臨墜機，最終引起炸機。
但就在最近，北京航空航天大學(xué)科研團隊成功攻克了這個難題。據(jù)悉，北航自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院可靠飛行控制團隊圍繞四旋翼無人機進行了深入研究，通過分析受損飛行器故障時的受力特點，設(shè)計了一種“被動容災(zāi)控制算法”。這種算法的直接作用就是能在事故發(fā)生時，讓機身進行自我調(diào)節(jié)，使其能夠借助完好的機翼成功迫降。
具體來說，當螺旋儀失效后，無人機失衡會陷入一個自轉(zhuǎn)的狀態(tài)，此時螺旋儀相當于在圍繞機身公轉(zhuǎn)。利用這種特性，就可以讓正常運轉(zhuǎn)的螺旋槳提供平衡的升力，讓飛機能夠在旋轉(zhuǎn)的同時保持相對的平穩(wěn)。研究團隊將這個形容為“打乒乓球”，螺旋槳就像是“運動員”，這個算法工作的過程就如同“運動速度足夠快的運動員一個人完成發(fā)球、自己跑到對面接球的往復(fù)過程”。這樣即便只有一個螺旋儀，只要本身無人機的性能足夠，同樣可能在故障狀態(tài)下，完成返航飛行。
研究團隊還表示，這種算法成果是可以拓展應(yīng)用于六旋翼、八旋翼等多旋翼無人機。也就是說，理論而言，如果能夠?qū)⒊晒麘?yīng)用到多旋翼無人機中，大部分多旋翼無人機的飛行安全性能都可以得到保證。而這也為無人機飛行安全方面后續(xù)的研究提供了一定的參考。
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