摘要：同时具备空中和水中运行模式的水空两栖无人机(AquaUAVs)可应用于民用和军事领域,如海洋环境调查、岛礁巡逻监测等,其具备广阔发展空间。为了实现从水下运载平台的装载和发射,提出了一种两栖无人机——代号为ABDragon,它拥有3种工作模式:浅海海底潜伏、水面漂浮和空中飞行。首先,在总体设计方面,ABDragon采用了共轴动力以及大长细比旋成体布局以及模块化舱室设计;通过设置一个深度控制舱从而调整重力与浮力之间的关系,进而实现水中的下潜、上浮;通过合理布局舱室位置进而获得系统的水动力学稳定性,保证水中下潜、漂浮全过程中的姿态稳定性。其次,完成了飞行动力学的建模和水中稳定性分析,并且基于L1自适应控制方法设计了飞行控制律。最终,制造一个原理样机并进行了包括下潜-上浮、空中飞行、跨介质等多模态验证,试验验证了ABDragon可以在2 s内完成跨域运行过程,其飞行高度控制精度为8 cm,角度控制精度为2°,并且在水中运行全过程中均能保持稳定竖直的姿态,验证了设计的有效性。

摘要：针对PID控制的共轴无人机控制参数不易整定且控制效果较差的问题,设计一款基于容积卡尔曼滤波-自适应PID的共轴反桨无人机。飞行姿态控制方案采用双闭环自适应PID算法,以得到较为理想的姿态控制效果;采用与普通多旋翼不同的气动布局,以得到更长的续航时间与更理想的悬停稳定性。搭建自适应PID控制算法仿真模型,仿真结果显示,相较于PID算法,提出的自适应PID控制算法能够对姿态角进行更为理想的控制,达到稳定且高效的收敛效果,该自适应PID控制算法对共轴无人机的飞行姿态具有良好的控制能力。