一种用于多旋翼飞行器的双层协同设计方法

在过去的几十年里，多旋翼飞行器因各种应用而变得非常流行。然而，与其他带有升力面的飞行器构型相比，多旋翼飞行器存在续航性能差的问题。本文提出了一种多旋翼飞行器结构与推进系统的协同设计方法，旨在提高飞行器的能量效率，同时满足动态性能要求。为此，该方法采用双层公式同时优化设计与控制。该方法提供了在控制器综合中激活或不激活被动容错策略以容忍单转子故障的可能性。与依次设计各部分的传统设计方法相比，由于考虑了设计与控制之间的相互作用和耦合，协同设计方法带来了更好的最优解。通过所提出的协同设计方法，结果表明了所设计方法的合理性，并且与参考非最优设计相比，在保持相同动态性能要求的前提下，能耗显著降低。