本文由“机器人ROBOT”公众号原创，欢迎转载，请务必完整转载全文并在文章初始位置插入本公众号名片和链接。
欢迎引用：
王续乔, 郭达, 赵昌丽, 李靖民, 朱庆波. “工”字变体旋翼飞行器动态重构运动分析与姿态控制[J]. 机器人, 2024, 46(6): 641-651.
伴随飞行器的应用与发展，飞行器的作业环境向低空应用场景不断拓展，在楼宇、丛林、隧道等近地复杂环境下执行作战、侦察、探测、救援等任务时，穿越过程中会存在运动路径变窄的情况。受限于此，传统定结构飞行器无法有效适应低空多变路径条件下的作业需求，变体旋翼飞行器是解决受限空间连续性运动的一条可行技术路线，但通常存在高通过性构形稳定飞行控制不易和变体过程中重心时变带来的控制不平顺的问题。为此，本文提出了一种“工”字可变构形倾转旋翼飞行器，如图 1 所示。
飞行器机体采用分段式旋绕结构，两端机臂绕中心机体旋转能够进行一般构形和高通过性构形达成以及构形间的过渡变换。在机体飞行控制方式分析和运动模型构建的基础上，提出了基于运动特性值的动态PID控制方法及分配策略，过渡构形下求解控制参数的基本步骤如下：
Step 1：通过实际飞行实验整定得到一般构形、高通过性构形两种典型构形下的控制参数。
Step 2：由已获得的两种典型构形下的控制参数，求取各过渡构形下的运动特性值。
Step 3：计算当前构形下运动特性值对两种典型构形控制参数的信任系数。
Step 4：根据信任系数和两种典型构形的控制参数，推算过渡状态下当前构形的控制参数。
在姿态稳定控制达成基础上，后续开展了面向窄间隙连续穿越应用场景的飞行实验，飞行过程中水平方向位置跟踪误差能够满足任务要求。
窄间隙穿越飞行视频
该文构造了一种能够进行构形变换且具备空中动态重构能力的飞行器，以应对传统旋翼机无法连续穿越窄间隙的任务需求，以“工-一”变体方式达成高通过性构形的同时解决了串联式变体飞行器重心不在本体的困扰，飞行器具备良好的连续穿越飞行运动能力和动态重构飞行控制稳定性。
作为一种变形飞行载体，飞行器可应用于室内外自动化设备抵近作业、事故灾害地点精细搜寻、终端运输飞行配送等低空多变路径应用场景。
作者简介：
识别二维码，访问全文PDF
联系我们 ：
电话：024-23970050
E-mail：jqr@sia.cn
网址：https://robot.sia.cn
