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多旋翼無人機(jī)飛行失控難題或?qū)⒂瓉磙D(zhuǎn)機(jī)
2024年01月16日 16:10:27
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：5015
最近，北京航空航天大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)成功攻克了這個(gè)難題。據(jù)悉，北航自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院可靠飛行控制團(tuán)隊(duì)圍繞四旋翼無人機(jī)進(jìn)行了深入研究，通過分析受損飛行器故障時(shí)的受力特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種“被動(dòng)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(shí)，讓機(jī)身進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，使其能夠借助完好的機(jī)翼成功迫降。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】無人機(jī)是現(xiàn)代飛行器領(lǐng)域及機(jī)器人領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)，尤其是大型無人機(jī)的出現(xiàn)，更為現(xiàn)代社會(huì)帶來了許多全新的應(yīng)用和機(jī)遇。而自從無人機(jī)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(jiǎn)單的拍照攝像到復(fù)雜的物品傳遞，無人機(jī)似乎帶來了無限的可能。但即便如此，只要你擁有無人機(jī)或者從事需要操作無人機(jī)的相關(guān)工作，有一個(gè)難題就不得不去面對(duì)——炸機(jī)。
炸機(jī)簡(jiǎn)單的說就是無人機(jī)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(jī)，取決于其工作原理的影響，其炸機(jī)概率并不算低。
事實(shí)上，多旋翼無人機(jī)也是目前應(yīng)用最廣泛的飛行器之一，這種無人機(jī)使用多個(gè)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(dòng)作，并且具備垂直起降和懸停能力。但與此同時(shí)，多旋翼也是這種無人機(jī)容易出現(xiàn)飛行失控的誘因。簡(jiǎn)單的說，在極端情況或者意外情況發(fā)生時(shí)，如果多旋翼無人機(jī)的一個(gè)或者數(shù)個(gè)螺旋翼受損，那么機(jī)身就無法保持平衡。這種時(shí)候，如果損壞的機(jī)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(jī)體都會(huì)面臨墜機(jī)，最終引起炸機(jī)。
但就在最近，北京航空航天大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)成功攻克了這個(gè)難題。據(jù)悉，北航自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院可靠飛行控制團(tuán)隊(duì)圍繞四旋翼無人機(jī)進(jìn)行了深入研究，通過分析受損飛行器故障時(shí)的受力特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種“被動(dòng)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(shí)，讓機(jī)身進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，使其能夠借助完好的機(jī)翼成功迫降。
具體來說，當(dāng)螺旋儀失效后，無人機(jī)失衡會(huì)陷入一個(gè)自轉(zhuǎn)的狀態(tài)，此時(shí)螺旋儀相當(dāng)于在圍繞機(jī)身公轉(zhuǎn)。利用這種特性，就可以讓正常運(yùn)轉(zhuǎn)的螺旋槳提供平衡的升力，讓飛機(jī)能夠在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)保持相對(duì)的平穩(wěn)。研究團(tuán)隊(duì)將這個(gè)形容為“打乒乓球”，螺旋槳就像是“運(yùn)動(dòng)員”，這個(gè)算法工作的過程就如同“運(yùn)動(dòng)速度足夠快的運(yùn)動(dòng)員一個(gè)人完成發(fā)球、自己跑到對(duì)面接球的往復(fù)過程”。這樣即便只有一個(gè)螺旋儀，只要本身無人機(jī)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(tuán)隊(duì)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(jī)。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(jī)中，大部分多旋翼無人機(jī)的飛行安全性能都可以得到保證。而這也為無人機(jī)飛行安全方面后續(xù)的研究提供了一定的參考。
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