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多旋翼無人機飛行失控難題或將迎來轉機
2024年01月16日 16:10:27
來源：化工儀器網 點擊量：5003
最近，北京航空航天大學科研團隊成功攻克了這個難題。據悉，北航自動化科學與電氣工程學院可靠飛行控制團隊圍繞四旋翼無人機進行了深入研究，通過分析受損飛行器故障時的受力特點，設計了一種“被動容災控制算法”。這種算法的直接作用就是能在事故發生時，讓機身進行自我調節，使其能夠借助完好的機翼成功迫降。
【化工儀器網 行業百態】無人機是現代飛行器領域及機器人領域的一項重要技術，尤其是大型無人機的出現，更為現代社會帶來了許多全新的應用和機遇。而自從無人機技術從軍事逐漸走到民用領域后，無論是工業巡檢還是消防救援，從簡單的拍照攝像到復雜的物品傳遞，無人機似乎帶來了無限的可能。但即便如此，只要你擁有無人機或者從事需要操作無人機的相關工作，有一個難題就不得不去面對——炸機。
炸機簡單的說就是無人機無法正常工作，導致在空中失去控制，最終出現丟失或者損壞的情況，尤其是多旋翼無人機，取決于其工作原理的影響，其炸機概率并不算低。
事實上，多旋翼無人機也是目前應用最廣泛的飛行器之一，這種無人機使用多個螺旋槳提供升力，通過調整螺旋槳的轉速能夠實現飛行、旋轉、回旋等特技動作，并且具備垂直起降和懸停能力。但與此同時，多旋翼也是這種無人機容易出現飛行失控的誘因。簡單的說，在極端情況或者意外情況發生時，如果多旋翼無人機的一個或者數個螺旋翼受損，那么機身就無法保持平衡。這種時候，如果損壞的機翼少，或許可以通過特殊的操作技巧完成迫降，但是大多數情況下，機體都會面臨墜機，最終引起炸機。
但就在最近，北京航空航天大學科研團隊成功攻克了這個難題。據悉，北航自動化科學與電氣工程學院可靠飛行控制團隊圍繞四旋翼無人機進行了深入研究，通過分析受損飛行器故障時的受力特點，設計了一種“被動容災控制算法”。這種算法的直接作用就是能在事故發生時，讓機身進行自我調節，使其能夠借助完好的機翼成功迫降。
具體來說，當螺旋儀失效后，無人機失衡會陷入一個自轉的狀態，此時螺旋儀相當于在圍繞機身公轉。利用這種特性，就可以讓正常運轉的螺旋槳提供平衡的升力，讓飛機能夠在旋轉的同時保持相對的平穩。研究團隊將這個形容為“打乒乓球”，螺旋槳就像是“運動員”，這個算法工作的過程就如同“運動速度足夠快的運動員一個人完成發球、自己跑到對面接球的往復過程”。這樣即便只有一個螺旋儀，只要本身無人機的性能足夠，同樣可能在故障狀態下，完成返航飛行。
研究團隊還表示，這種算法成果是可以拓展應用于六旋翼、八旋翼等多旋翼無人機。也就是說，理論而言，如果能夠將成果應用到多旋翼無人機中，大部分多旋翼無人機的飛行安全性能都可以得到保證。而這也為無人機飛行安全方面后續的研究提供了一定的參考。
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