1.3发展趋势 8

1.4我国多旋翼无人飞行器发展现状 8

1.5多旋翼无人飞行器蓬勃发展由此产生的问题和解决办法 9

二．四旋翼无人飞行器建模 11

2.1 四旋翼飞行器平台结构与工作原理 11

2.1.1四旋翼飞行器平台结构 11

2.1.2四旋翼飞行器工作原理 12

2.2 四旋翼飞行器机体质心运动模型 13

2.3 四旋翼飞行器机体角运动模型 15

2.4数学建模总结 17

三．仿真与分析 19

3.1仿真平台和参数选取 19

3.2 四旋翼飞行器matlab仿真过程 20

3.2.1四旋翼飞行器的升降运动仿真 20

3.2.2飞行器的滚转运动仿真 21

3.2.3四旋翼飞行器的俯仰运动仿真 22

3.2.4四旋翼飞行器的偏航运动仿真 23

3.3 仿真结果分析 24

3.4四旋翼无人飞行器仿真模拟总结 24

四．其他旋翼飞行器研究与分析 25

4.1六旋翼和八旋翼无人飞行器 25

4.2可变旋翼飞行器 25

4.3三旋翼无人飞行器 26

五．结论 27

5.1数学建模仿真结果分析 27

5.2毕业设计心得体会 27

六．未来发展展望 29

6.1共享无人机. 29

6.2微型多旋翼无人飞行器 29

6.3群体化飞行-云技术 29

6.4高耗能问题的解决 30

七．致谢 31

参考文献 32

一．引言

1.1简介  

多旋翼飞行器又被成为多旋翼直升机，可以进行垂直方向的起飞以及降落，对于低空侦查、情报收集等工作具有较好的实用性，无论是民用还是军用领域都有较高的价值。全面详实地考察该飞行器的具体架构、工作机制以及动力学性质，并得出其动力学模型。该飞行器能够完成若干飞行状态，包括:向上、向下爬升、空中悬停、圆周飞行、八字飞行、按预定飞行控制信号飞行等飞行状态。论文采用动力学模型来描绘四旋翼飞行器的飞行姿态。在上述的相关探讨完成以后，对其进行数学建模，动力学建模工作主要通过考察其飞行机理以及不同状态下的体系架构受力情况，并根据牛顿-欧拉方程得到的，模型建立后在Matlab软件中进行仿真，之后在simulink中构建仿真回路。

多旋翼飞行器其主要由若干旋翼组成，而旋翼则由包括一系列处在对角位置的螺旋桨构成，由机体平台和多个旋翼构成。多旋翼飞行器是一种无人机，相比于有人驾驶飞机,具有体积相对较小,造价也相对于其他传统飞行器低廉,操控相对简单便捷，在许多情况下都能够正常使用，普适性好。种种优势让它深受各国军政组织的青睐，海湾战争、阿富汗战争等现代化战争中,无人机都大显身手。其可靠性较好，维护工作也比较方便，生存能力较强，同时能够十分灵活的获取情报，相关的民用研究以及技术手段也得到了越来越深入的探索，多旋翼无人飞行器也就应运而生。多旋翼飞行器是一种可以在垂直方向起飞与降落的飞行器，拥有若干个旋翼，通常有两类，一种是通过人工远程控制设备实现控制的，称为半自动控制方式,还有一种是可通过预先设计好的飞行自动控制系统来完成工作，也叫自动控制模式。从架构上进行分析，该飞行器是多轴飞行器的一种，其相对原始的旋翼飞机而言，一方面拥有更加紧密的整体架构，另一方面多旋翼可以提供更大的升力也使飞行更加稳定可控，有助于提高飞行器性能。另外，四旋翼中处在相邻位置的拥有相反的转动方向，因而能够消除旋翼带来的扭力，因此就不需要去设置类似直升机的尾桨来平衡影响机体平稳的反向作用力。多旋翼飞行器可以在各种情况之下完成监察任务，同时借助将摄像头所采集到的数据予以实时地回送。