复杂风场环境对四旋翼无人机运动特性影响分析

来源：计算机测量与控制杂志2025年第2期北京时间：

作者：高宏建,汪阳生,陈霖周廷,胡建兴,王文举

单位：贵州理工学院 航空航天工程学院

摘要：四旋翼无人机在未来越来越多的应用场合中,将面临复杂多样的飞行环境；将风切变、突风以及Dryden紊流风组合,建立四旋翼无人机所处的外界复杂风扰动模型,分别建立受空速影响的桨叶挥舞诱导阻力/力矩以及空气阻力/力矩模型,依据牛顿力学建立复杂环境下四旋翼无人机的动力学模型；通过数值仿真,分析了定点悬停和轨迹跟踪过程中,复杂环境对四旋翼无人机运动特性的影响；实验结果表明：在进行复杂环境四旋翼无人机的高精度控制系统设计时,应该综合考虑风切变、突风和紊流风所组成的复杂风场,且在动力学模型中应同时考虑桨叶挥舞和风阻因素；实验结果具有一定的工程实际意义。

关键词：复杂环境;四旋翼无人机;桨叶挥舞;风阻;运动特性

基金资助：贵州省基金基础研究计划(自然科学)项目(黔科合基础-ZK[2022]一般172、一般182)；贵州省教育厅普通本科高校青年科技人才成长项目(黔教合KY字[2022]350号)；贵州省普通高等学校工程研究中心项目(黔教合KY字[2018]007)；贵州理工学院高层次人才引进科研启动项目(XJGC20190610)。