| 基于响应面和遗传算法的尾座式无人机结构参数优化 |
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| 引用本文： | 刘文帅,姚小敏,李超群,张梦飞,淡煦珈,韩文霆. 基于响应面和遗传算法的尾座式无人机结构参数优化[J]. 农业机械学报, 2019, 50(5): 88-95 |
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| 作者姓名： | 刘文帅 姚小敏 李超群 张梦飞 淡煦珈 韩文霆 |
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| 作者单位： | 西北农林科技大学机械与电子工程学院;西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室;南京禾谱航空科技有限公司;西北农林科技大学水土保持研究所 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目（2017YFC0403203）、杨凌示范区产学研用协同创新重大项目（2018CXY-23）和高等学校学科创新引智计划项目（B12007） |
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| 摘 要： | 设计了一种垂直起降尾座式无人机,利用中心组合试验(Central composite design,CCD)对无人机的翼展长、后掠角、小翼高和小翼厚4个结构参数进行设计,构建了25组样本点。利用ANSYS CFX进行升阻比和阻力数值模拟,通过Design-Expert软件建立无人机结构参数与升阻比、阻力的响应面模型,其中升阻比随着翼展长和小翼高的增加而增大,后掠角和小翼高对升阻比的影响较小,当攻角为4°～8°时,升阻比随小翼厚的增加而减小,当攻角为10°～12°时,升阻比随小翼厚的增加而增大;阻力随着翼展长和小翼厚的增加而增大,随小翼高的增加而减小,随后掠角的增加先增大后减小。以升阻比最大和阻力最小为优化目标,采用多目标遗传算法进行结构参数优化,得到最优结构参数为:翼展长1 123 mm、后掠角34°、小翼高39 mm、小翼厚3 mm,与原始样机相比升阻比提高了12. 4%,阻力降低了5. 3%。采用风洞试验对响应面模型进行了验证,其中升阻比和阻力的数值模拟相对误差小于8. 0%,响应面模型相对误差小于3%,表明响应面模型具有较高的精度和良好的通用性,可用于垂直起降尾座式无人机的优化设计。
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| 关 键 词： | 尾座式无人机 结构优化 遗传算法 响应面 |
| 收稿时间： | 2019-01-28 |
Optimization of Configuration Parameters of Tail-sitter UAV Based on Response Surface and Genetic Algorithm |
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| LIU Wenshuai,YAO Xiaomin,LI Chaoqun,ZHANG Mengfei,DAN Xujia and HAN Wenting. Optimization of Configuration Parameters of Tail-sitter UAV Based on Response Surface and Genetic Algorithm[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(5): 88-95 |
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| Authors: | LIU Wenshuai YAO Xiaomin LI Chaoqun ZHANG Mengfei DAN Xujia HAN Wenting |
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| Affiliation: | Northwest A&F University,Northwest A&F University,Northwest A&F University,Northwest A&F University,Nanjing Hepu Aero Science and Technology Co., Ltd. and Northwest A&F University |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Tail-sitter UAV structure optimization genetic algorithm response surface |
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