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【MBS技术专题】模型分享:四旋翼无人机仿真分析案例

8月前浏览5322

本文摘要(由AI生成):

这篇文档的主要内容是四旋翼无人机的建模与仿真,包括案例介绍、仿真建模流程和仿真结果。案例中使用了 2 套相同的固定螺距螺旋桨来控制无人机的升力和扭矩。建模时,导入了几何体并添加连接关系、驱动、空气动力、输出和控制系统模型 FMU 文件,并编辑输入输出信息,最后运行仿真。仿真结果包括分析结果动画、无人机运动姿态变化曲线和无人机质心坐标变化曲线。


案例介绍

四旋翼无人机模型使用2套相同的固定螺距螺旋桨(2个顺时针和2个逆时针)来控制升力和扭矩,通过改变一个或多个旋翼盘的旋转速度来实现对无人机运动的控制,从而改变其推力或升力特性。


在MotionSolve仿真中实现这种控制,可以通过导入Activate创建的控制器的FMU模块来轻松实现。


 


横向螺旋桨(左和右)控制飞行器的侧倾,纵向螺旋桨(前和后)控制飞行器的俯仰。


下图中的旋翼信号差异决定了飞行器的运动姿态。


 


仿真建模流程


  • 导入几何体并添加物体之间的连接关系。

  • 添加4个驱动定义转子旋转的运动

  • 添加空气动力,包括风扰动力和推力,推力取决于转子的旋转。

Fz=Tf*Wz²  


其中:Fz = 推力,Tf = 推力系数(考虑到螺旋桨的几何形状、空气密度和旋转面积而定义,在此分析中Tf=2.1998e-5),Wz = 螺旋桨的角速度 。


  • 添加角度、位移和速度的输出

  • 导入控制系统模型FMU文件

  • 编辑FMU中的输入输出信息。FMU的输入是无人机的角度、位移和速度,输出是每个转子的螺旋桨旋转速度。

  • 将FMU中的输出信号作为输入添加到螺旋桨的运动中。

  • 运行仿真。


仿真结果


分析结果动画

   
   


无人机运动姿态变化曲线

   

无人机质心坐标变化曲线

    
来源:Altair澳汰尔
ACTMotionSolve离散元多体动力学EDEM控制无人机Altair
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-03-24
最近编辑:8月前
Altair澳汰尔
澳汰尔工程软件(上海)有限公司
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