变桨距四旋翼飞行器的研究

吴湘莲，沈旭东

（嘉兴职业技术学院，浙江嘉兴，314000）

1 国内外研究现状

旋翼飞行器的出现较早，但是由于当时的技术发展有限，所以直到近几年旋翼飞行器才得到迅速的发展。目前由美国Dragan flyer公司开发研制的。Dragan flyer四旋翼飞行器已经推出了第四代产品，它是典型的带遥控的航模控制四旋翼飞行器。其机身的宽度为72cm，高度为18cm，螺旋桨的直径为28cm，起飞为513g，机身采用碳纤维复合材料制成，并且装有2.4GHz的无线传输摄像头，可以在大概距离800m的范围内进行无线遥控，此产品主要应用于航拍。机载的控制系统可以通过控制四个电机的转速达到控制飞行器的姿态控制。另外，为了增加姿态的稳定控制还使用了三个压电晶体陀螺仪。

国内的四旋翼研究起步较晚，与国外相比有一定的差距，国内主要从事四旋翼飞行器研究的高校有清华大学、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学、上海交通大学等。虽然国内的多旋翼研究起步较晚，但是由于有先前的发展经验借鉴，所以起点较高，近年来也取得了一些成果。其中清华大学在四旋翼控制中引入了红外测距仪，并将距离数据与姿态传感器数据进行融合，实现了三维空间中的自主定位与飞行。早在 2006 年国防科技大学就开始了四旋翼的研发工作，第一代试验样机起飞重量 750g，机架长度 72cm，每个电机经过减速齿减速为旋翼螺旋桨提供动力。并且与常规的四旋翼不同的是，其内部采用基于 Backstepping 的控制算法进行控制，取得了一定的研究成果。……