基于四旋翼飞行器的气象勘探无人机教案分析.doc

项目编号： 大学生创新科研基金课题 申 请 书 课 题 名 称　 课 题 申 请 人　　　　　　　　　　　　　　 所 在 院（部）　　　　　　　 课题指导教师　　　　 职称　 填 表 日 期　　　　　　　　　　 填 报 说 明 一、填写申请书之前，请先咨询指导教师，并查阅《安徽科技学院大学生创新课题管理办法（暂行）》及相关文件。 二、请实事求是、逐条、认真地填写申请书的各项内容。表达应明确、严谨、简洁。 三、格式要求：申报书中各项内容以Word文档格式填写，表格中的字体为，1.5倍行距；表格空间不足的，可以扩展；均用A4纸双面打印，于左侧装订成册。 四、正式申请时需提交一式二份申请书（要求一律用打印稿件，并且至少一份为原件），需指导教师和所在学院审查、签署意见并加盖印章。 五、页面右上角项目编号由科研处统一填写。 六、凡格式不符合要求的申请书，不予接收。 一、基本信息 项目名称 项目类别 A．科学研究类 B. 发明创造类 Ｃ.设计类 申 请 人 姓 名 项目来源 指导教师姓名、职称 课 题 组 主要成员 申请项目 金 额 预定完成 时 间 内容摘要（00字） 二、项目论证 （一）申请理由（包括自身具备的知识、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等） 前期准备情况：本单位所具备条件，查阅资料及主要参考文献（四）研究内容和提纲 偏航运动 四旋翼飞行器偏航运动可以借助旋翼产生的反扭矩来实现。旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩，为了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个正转，两个反转，且对角线上的来年各个旋翼转动方向相同。反扭矩的大小与旋翼转速有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。在图d中，当电机1和电机3的转速上升，电机2和电机4的转速下降时，旋翼1和旋翼3对机身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4对机身的反扭矩，机身便在富余反扭矩的作用下绕z轴转动，实现飞行器的偏航运动，转向与电机1、电机3的转向相反。 前后运动 要想实现飞行器在水平面内前后、左右的运动，必须在水平面内对飞行器施加一定的力。在图e中，增加电机3转速，使拉力增大，相应减小电机1转速，使拉力减小，同时保持其它两个电机转速不变，反扭矩仍然要保持平衡。按图b的理论，飞行器首先发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量，因此可以实现飞行器的前飞运动。向后飞行与向前飞行正好相反。当然在图b图c中，飞行器在产生俯仰、翻滚运动的同时也会产生沿x、y轴的水平运动。 侧向运动 在图f中，由于结构对称，所以侧向飞行的工作原理与前后运动完全一样。 （五）拟采取的研究方法和技术路线 拟解决的关键问题（不得少于1000字，可附页） 技术难点： 首先，在飞行过程中它不仅受到各种物理效应的作用，还很容易受到气流等 外部环境的干扰，很难获得其准确的性能参数。 其次，微型四旋翼无人飞行器是一个具有六个自由度，而只有四个控制输入的欠驱动系统。它具有多变量、非线性、强耦合和干扰敏感的特性，使得飞行控制系统的设计变得非常困难。 再次，利用陀螺进行物体姿态检测需要进行累计误差的消除，怎样建立误差模型和通过组合导航修正累积误差是一个工程难题。这三个问题解决成功与否，是实现微型四旋翼无人飞行器自主飞行控制的关键，具有非常重要的研究价值。 另外就是对四轴飞行器的的制作的资金方面，目前我们还处于在校学习阶段，经济承受能力有限，所以我们需要学校拨发给我们一部分启动资金，为研究和制作购买一些必须使用的元件、器材。 （七）研究进度安排和中期成果（中期研究成果要量化） 2015年7月在matlab中制作出飞行器的数学模型，3维模型； 2015年8月制作出飞行器的控制板； 2015年9月写出飞行器的主控程序，并利用matlab对其惊醒仿真模拟 2015年10月调试出能够稳定的飞行器； 2015年12月调试出数传，图传部分； 2016年1月将数传图传与飞行器组合调试； 2016年2月中完成其室内试飞； 2016年3月完成室外试飞并结题。 目的经济、社会效益分析三、经费预算和评审意见 申请经费预算 经费用途 预算依据 金额（元） 申请人承诺 我保证填报内容的真实性。如果获得资助，我与本项目其他成员将遵守《安徽科技学院大学生创新课题管理办法（暂行）》的有关规