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研究生:鄭婉彣
研究生(外文):Wan-Wen Cheng
論文名稱:模型直昇機飛行姿態模擬
論文名稱(外文):Flight Attitude Simulation for the Model Helicopter
指導教授:陳傳生
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:41
中文關鍵詞:模型直昇機Raptor 50 V.2FlightGear姿態模擬
外文關鍵詞:Model HelicopterRaptor 50 V.2FlightGearAttitude Simulation
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本論文的目的在於建立一套適用 Raptor 50-V.2模型直昇機(雷虎公司出品)的動態模擬數學模型,根據模型直昇機的幾何外型參數,求得模型直昇機的非線性及線性數學模式,作為模型直昇機飛行姿態模擬的基礎。
根據動力學及空氣動力學的原理,建立模型直昇機的非線性數學模式。藉由力平衡及力矩平衡﹐推導一架模型直昇機在不同飛行狀況的平衡點。於平衡點以泰勒展開式,可得到模型直昇機之近似線性模式。最後以Simulink®執行模擬計算並在FlightGear產生實體模型的畫面,進行模型直昇機的非線性飛行姿態模擬。
The purpose of the thesis is to establish a numerical model method for a Raptor 50 V.2 model helicopter. According to the configuration parameters of the model helicopter, the nonlinear and linear mathematical models of the model helicopter, which are the fundamental of simulations for the model helicopter motion, are developed.
Using the theories of dynamics and aerodynamics of rotors, the nonlinear mathematical model of a model helicopter is established. Then, by applying the equilibrium of force and moment, the trim points under different flight conditions of the model helicopter are determined. At each trim point, the linearized model can be derived by using the Taylor series expansion method. Finally, with the FlightGear simulator we can simulate the flight attitude of the model helicopter in a virtual environment. This research provides a groundwork for future research work on the unmanned autonomous helicopter.
摘要 I
誌謝 II
圖目錄 V
表目錄 VI
符號說明 VII
第1章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 論文大綱 2
第2章 直昇機飛行原理 3
2.1 座標與標示法 3
2.2 主旋翼 6
2.3 尾旋翼 6
2.4 平衡翼 6
第3章 數學動態模式 7
3.1 剛體方程式 8
3.1.1尤拉角(Euler Angles) 8
3.1.2角速度 9
3.1.3角加速度 10
3.1.4直昇機座標之加速度 11
3.2 力與力矩方程式 13
3.2.1 力方程式 13
3.2.2 力矩方程式 14
3.3推力與撲動方程式 19
3.3.1 主旋翼推力方程式 19
3.3.2 尾旋翼推力方程式 20
3.3.3 撲動 20
第4章 參數定義 22
第5章 模擬介面 25
5.1 SIMULINK 25
5.2 FLIGHTGEAR 27
5.1.1 3D動態模型(Fly Dynamic Model,FDM)建構 28
5.3 SIMULINK介面 30
第6章 配平 34
6.1 配平狀況 34
6.2 線性化 35
第7章 結論 40
參考文獻 41
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