同轴火星旋翼飞行器

单倾斜盘驱动

采用双底置电机与单倾斜盘机构驱动旋翼，结合多PID与分段线性控制器，验证其在火星大气环境下的姿态控制能力。

Yachao, Dong · 全齐全 · Hao, Cai · 朱凯杰 · Bo, Tang · 唐德威 · 邓宗全

Aerospace Science and Technology 2026

参数信息

方位角稳态误差

±5 °

倾斜角稳态误差

±1 °

偏航角稳态误差

±1.5 °

高度稳态误差

±50 mm

技术优势

单倾斜盘减重简化

用单个倾斜盘同时驱动上下旋翼，省去一套操纵机构，降低了结构重量和故障点。

姿态控制精度高

多PID控制器实现方位角、倾斜、偏航和高度稳态误差分别为±5°、±1°、±1.5°和±50 mm，满足精确悬停和机动需求。

动态模型可辨识

通过参数辨识实验建立基于动态模型的姿态控制器，为后续火星环境自主飞行提供模型基础。

应用场景

• 火星旋翼飞行器：为火星低空探测提供可悬停机动的飞行平台，扩展巡视范围。
• 火星无人机：可直接作为火星无人机方案原型，验证同轴旋翼在稀薄大气中的控制律。
• 特种旋翼机器人：单倾斜盘同轴设计为特种旋翼机器人提供轻量化、高精度姿态控制方案。
• 行星大气探测：其控制与建模方法可推广到其他行星低密度大气中的飞行器设计。