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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔡佩旻
研究生(外文):Pei-MinTsai
論文名稱:雙迴旋花式飛行之可行性分析
論文名稱(外文):Double Rotational Flight of an Aircraft: A Feasibility Study
指導教授:陳正宗陳正宗引用關係
指導教授(外文):Jeng-Tzung Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:航空太空工程學系碩博士班
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:62
中文關鍵詞:逆向工程控制縱向迴旋運動飛行軌跡
外文關鍵詞:reverse engineering controlvertical-loop motionflight trajectory
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本論文以單迴旋花式飛行為基礎加以運用在雙迴旋花式飛行上,而作出花式飛行中的縱向迴旋運動(Vertical Loop),其中迴旋運動可依不同的圈數定義出雙迴旋、三迴旋與四迴旋運動,抑或以不同方向定義出不同的迴旋運動。在此以Mohawk飛機為研究對象,並先推導出飛機的六個運動方程式,為了符合真實的飛行過程,運動方程式為非線性方程,且隨著飛行過程中加以修正空氣動力導係數(Aerodynamic Derivatives),將定義的軌跡運用逆向工程(Reverse Engineering)控制達成理想的軌跡並加以驗證。最後,將討論以不同的方式飛出迴旋軌跡達到平飛狀態,模擬出完整的花式飛行過程。
This paper applies single-loop aerobatic flight into double-loop flight, thus to perform vertical-loop motion. Among various looping motions, double-loop, three-loop and four-loop motion can be respectively defined according to number of loops. Or, different looping motions can be defined in terms of different directions. This paper takes Mohawk as subject and firstly infers six equations of motion of planes. For the sake of conforming to actual flight course, these equations are nonlinear and aerodynamic derivatives are corrected during flight course. Reverse engineering control is used to change the defined path into ideal path, which will be verified then. Finally, this paper discusses how to fly in loops by different ways so as to realize level flight; complete course of aerobatic flight is simulated.
摘要 I
Abstract...........................II
致謝.............................III
目錄...........................IV
表目錄............................VI
圖目錄...........................VIII
符號說明..........................XIII
第 1 章 諸論........................1
1-1 前言..........................1
1-2 研究方法..........................2
第 2 章 飛機動態模式與氣動力矩分析...............3
2-1 飛機動態模式........................3
2-1-1 機體座標系....................3
2-1-2 尤拉角(Euler Angle)..............4
2-1-3 運動方程式推導......................4
2-2 主要外力與空氣動力矩之分析.................8
2-2-1 自由體圖分析.....................8
2-2-2 主要外力與氣動力矩之估計..............10
第 3 章 飛行控制設計.....................14
3-1 逆向工程控制.....................14
3-2 定義花式飛行軌跡..................15
3-3 建立飛機的軌跡參數.....................19
3-4 修正油門指令之模擬與測試...............20
3-4-1 開迴路響應....................20
第 4 章 模擬與結果分析....................24
4-1 前言....................24
4-2 電腦模擬......................24
4-2-1 花式飛行軌跡之逆向工程控制(1)..............24
4-2-2 結果分析(1)....................48
4-2-3 花式飛行軌跡之逆向工程控制(2)..............52
4-2-4 結果分析(2).....................59
第 5 章 結論......................60
參考文獻......................61
附錄.....................62
【1】Williams, Neil Aerobatics, Airlife Publications, 1975
【2】Etkin, B. and Reid, L. D., dynamics of Flight Stability and control, John Wiley & Sons, Inc., 1996
【3】Robert C. Nelson, Flight Stability and Automatic Control,
WCB/McGraw-Hill,1998
【4】洪崇雄,模型飛機花式飛行之自動控制,國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文,2009
【5】黃鈞麟,飛機花式飛行之逆向工程控制,國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文,2008
【6】張灝,飛機全自由度花式飛行之分析與控制,國立成功大學航空太空工程研究所論文,2010
【7】Stengel, Robert F.,Flight Dynamic,Princeton University Press,2004
【8】陳正宗,國立成功大學航空太空工程學系飛行動力學上課講
義http://www.iaa.ncku.edu.tw/~jthchan/飛行動力學.htm

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