本文用射线光学的方法计算了球形微粒在微纳光纤涡旋倏逝场中的受力,并研究了微粒与微纳光纤表面之间的距离、微粒半径和微纳光纤半径对微粒受力的影响。微粒在梯度力的作用下被捕获到微纳光纤表面,同时在散射力的作用下沿微纳光纤中光束传播的方向绕光纤螺旋状运动。离光纤表面距离越远,微粒受到的光辐射压力越小。当微纳光纤半径不变时,微粒的径向捕获效率、沿光轴的传输和绕光纤的转动可分别通过微粒的半径来优化; 而当微粒半径不变时,可分别通过微纳光纤半径来优化。
微纳光纤 涡旋光束 射线光学 螺旋运动 散射力 nanofiber vortex beam ray optics spiral movement scattering force
为了解决方向舵卡死引起无人机步入螺旋运动模态，进而可能尾旋坠机的问题，提出了仅通过设计副翼通道的控制律使无人机步出螺旋运动的新方法。首先从方向舵卡死产生的力及力矩的分析出发，得出方向舵卡死且在航向稳定性大于横向稳定性时无人机会步入螺旋运动，仿真结果证明了该结论的正确性。然后把卡死的方向舵产生的影响当作常值扰动，通过设计副翼通道的控制律，实现了无人机改出螺旋运动按指定的滚转角以及偏航角飞行的预期目的。最后通过仿真实验，验证了所设计控制律的可行性。
无人机 飞行控制 方向舵卡死 螺旋运动 偏航保持 UAV flight control rudder deadlock spiral motion yaw keeping
