无人机自动起飞地面滑跑技术的研究与仿真

针对无人机在自动起飞过程中,地面滑跑阶段的运动特性与空中飞行时不同的情况,通过详细分析无人机的地面转弯受力情况,建立无人机的地面滑跑侧向模型。采用操纵前轮偏转,设计自动起飞侧向控制律,以方向舵为辅助来纠正无人机滑跑过程中出现的侧向偏离,实现无人机地面滑跑侧向控制。并在Matlab/Simulink平台上对其仿真,仿真结果表明所设计的模型可用,控制律效果良好,满足设计要求。     

摇臂式起落架无人机地面滑跑数学模型与仿真

针对具有摇臂式起落架无人机的地面滑跑数学建模问题,通过充分地分析无人机起落架缓冲器的运动特性,考虑机轮滚动摩擦特性、主轮刹车特性及机轮侧偏力对无人机的作用,同时考虑气动力及其力矩,根据刚体动力学和运动学理论,建立能全面反映无人机地面滑跑物理运动特性的六自由度非线性全量数学模型。以某无人机为例,进行了数学建模与仿真分析。仿真结果表明,所建立的六自由度非线性全量数学模型能真实地反映出无人机地面滑跑物理运动特性。     

民机地面滑跑建模与仿真

研究了民机地面滑跑过程中的建模和仿真问题。主要对起落架在正常及其故障情况下的建模进行了深入研究,并针对数字仿真过程中出现的速度震荡问题提出了一种解决方法,在Simulink中实现模型并进行仿真。结果表明本文所建立的模型和提出的方案能够正确反映民机地面滑跑时的运动状态,为进一步进行控制律设计和地面运行仿真奠定了基础。     

民机地面滑跑建模与仿真

研究了民机地面滑跑过程中的建模和仿真问题。主要对起落架在正常及其故障情况下的建模进行了深入研究,并针对数字仿真过程中出现的速度震荡问题提出了一种解决方法,在Simulink中实现模型并进行仿真。结果表明本文所建立的模型和提出的方案能够正确反映民机地面滑跑时的运动状态,为进一步进行控制律设计和地面运行仿真奠定了基础。     

航空、航天与航海工程

0619321水面舰艇“自助式”模拟训练环境生成研究〔刊,中〕/王望//指挥控制与仿真.—2006,28(2).—95-98,110(L)0619322某型无人机着陆过程中地面滑行段的建模与仿真〔刊,中〕/李峰//指挥控制与仿真.—2006,28(2).—91-94(L)无人机在着陆过程中地面滑跑阶段的运动特性与空中飞行时不同,建立无人机在这一阶段的数学模型,对进一步深入研究实现无人机安全着陆具有重要意义。本文以某型无人机为背景,对无人机进行详细的受力分析,研究并建立了地面滑行阶段的非线性数学模型,并在Matlab/Si mulink平台上对其进行仿真,通过仿真结果与实际飞行状态…     

无人机信息传输系统仿真设计

无人机在现代战场通信中具有独特优势和重要地位.无人机信息传输系统可用于地面测控站和无人机之间的信息交换.为了更好验证系统功能,对无人机信息传输系统进行仿真设计,建立包括地面测控站、中继卫星、中继飞机、无人机和有人机在内的仿真场景.通过OPNET网络仿真软件对系统的网络模型,节点模型以及进程模型进行了建模,基本实现了信息传输功能,并对仿真结果进行分析.     

基于机器视觉的无人机起降纠偏控制方法

传统的无人机起降纠偏控制方法具有局限性,在受到外界环境干扰的情况下,无人机起降纠偏性能不稳定,容易出现无人机偏航的问题,为此,提出基于机器视觉的无人机起降纠偏控制方法。设计控制无人机起降误差的非线性动态纠偏方法,建立无人机起降偏航的动力学模型,分析无人机侧向运动的受力情况,寻找纠偏控制量因素,并搭建基于机器视觉的无人机纠偏结构,通过坐标对比判断无人机偏航情况。在此基础上,建立无人机地面滑跑的纠偏模型,使用函数拟合法控制无人机起降误差,实现对无人机起降的纠偏控制。通过对比传统方法与设计的方法,进行实验论证。结果表明,设计的基于机器视觉的纠偏控制方法,在对无人机起飞以及降落过程中的航行偏差控制效果方面,具有明显优势,能够保证在风力环境干扰下,保证纠偏控制结果误差在1m以内,具有极高的稳定性。     

多无人机编队半实物仿真系统开发与应用

针对多无人机编队飞行试验的需求,文中开发一种半实物仿真系统,用以开展多机编队飞行的半实物仿真试验,并对编队功能和性能进行试验验证。根据无人机系统的组成和硬件配置,设计并构建半实物仿真系统的架构。针对机载传感器的接口类型完成仿真系统的硬件选型,并设计仿真电缆。基于被试无人机的气动参数和发动机参数,建立无人机的Simulink六自由度实时仿真模型,并开发部署相应的仿真环境和仿真软件。基于该仿真系统,进行8架无人机编队飞行的半实物仿真试验。试验结果表明,参试的8架无人机能够实现编队飞行的功能,并根据给定的不同队形的指令进行队形变换和保持。所设计系统不仅能在飞行试验前进行编队仿真验证和测试,还能对地面操作手进行飞行试验前的模拟训练。     

某无人机飞控系统地面半实物仿真平台设计

无人机(UAV)飞控系统地面半实物仿真平台用于对无人机飞控系统进行相关地面测试。针对某无人机飞行控制系统,提出了一种基于MATLAB实时工作空间和VxWorks实时操作系统的地面半实物仿真平台方案。针对无人机小扰动数学模型,构建了地面站上位机、控制器和模型机组成的实时系统闭环回路,对硬件及软件配置进行了说明,并设计了相关控制算法。该试验台可实时监测无人机系统状态,并可实时对模型注入扰动,实现系统在线调参。该半物理仿真平台结构简洁,功能明确,为相关控制律提供了便捷的研究设计手段。     

激光扫描技术在建立数字露头模型中的应用综述

激光扫描技术可获得扫描对象表面的三维坐标、反射率等多种信息的点云数据并建立三维模型,模拟现实事物的形态。将其应用到建立数字露头模型中,提高了模型精度和建模效率。从介绍激光扫描技术原理出发,对建立数字露头模型主流的两种数据采集仪器——地面固定式激光扫描仪和无人机进行对比,得出地面固定式激光扫描仪在稳定性、精度、操作等方面较无人机占优的结论。并展示了基于点云数据建立数字露头模型的过程,列举了激光扫描技术在建立数字露头模型中的实际应用。在点云数据处理过程中,目前研究发现存在点云匹配精度不够、自动匹配效果差、丢失部分数据特征、自动删除点云较多等问题,解决这些问题是未来的发展方向。     

反辐射无人机毁伤辐射源仿真分析

针对采用附加辐射源对抗反辐射无人机的应用场合，建立了反辐射无人机的攻击运动模型。利用该模型和算法在时间上的离散性和独立性，获取统计样本，在不考虑每次打击后的毁伤对能量分布产生影响的情况下，对反辐射无人机毁伤真正辐射源进行效能评估。通过对最典型的非相干两点源和三点源诱偏反辐射无人机的过程建立仿真模型，并进行了着弹点的分布情况的仿真实验，明确了影响无人机毁伤敌方雷达的主要因素。     

机载天线方向图回归研究

利用工程软件建立无人机及其天线的一体化仿真模型,综合考虑飞行姿态、机载天线对地面接收天线的极化匹配和方向性等因素,研究了机载天线对地面目标的干扰方向图.采用遗传算法,结合机载天线仿真的数值结果,设计适应度函数,进行方向图回归研究,得到了便于实际应用的解析公式.     

基于强化学习的无人机中继网络节点轨迹优化

无人机在远程采集和传输数据时可能遇到频谱不足的问题，此时需要借助地面网络共享频谱，即部分无人机获得地面网络提供的额外频谱作为回报，另一部分无人机为地面网络提供中继服务。针对无线网络频谱共享系统中多个无人机的飞行调度问题展开了研究，提出了一种基于Q-Learning的无人机飞行调度算法。在多个无人机进行数据中继传输时，该算法结合了放大转发和解码转发的特点，采用自适应转发模式，以最大化系统吞吐量。仿真结果表明，所提的调度算法可以对两个网络的无人机数目进行合理的分配，使每个无人机能够找到各自的最优或者次优位置，从而实现较高的系统吞吐量。     

突防过程中反辐射无人机群数量规划研究

为对反辐射无人机突防过程中数量进行规划研究,将突防分为了突防雷达探测系统和防空火力系统两个过程,分别建立了反辐射无人机群对这两类系统突防的概率模型,并对两种概率的影响因素进行了分析和仿真。按照反辐射无人机与目标的距离,分析出了无人机群的突防顺序及详细过程。最后结合两种概率模型提出了无人机群的数量规划,并得到了无人机群数量对毁伤概率的影响,仿真结果验证了该模型的合理性以及该模型对实战对抗的指导意义。     

基于无源定位技术的无人机集群定位调整策略研究

为使无人机在飞行时尽量保持电磁静默,采用纯方位无源定位技术建立无人机定位模型,并针对具体的情形给出无人机位置的调整方案。首先,设计定位误差比较模型,针对由两架无人机作为信号发射机和由3架无人机作为信号发射机的情况进行了模型构建与仿真对比;其次,在建立了信号发射机与信号接收机之间的几何关系的基础上,利用粒子群算法构建了圆形编队智能优化模型,实现了仅用两架无人机进行定位的效率的提升;最后,将所构建的模型进行改进与推广,建立了针对锥形编队的樽海鞘群跟踪定位模型和聚合式定位模型。     

圆筒散射的无人机MIMO信道模型研究

针对无人机环境特点和多天线系统,建立了基于圆筒散射的三维几何无人机MIMO宽带信道模型。该模型不仅由直射、反射和散射等多种分量组成,还考虑了飞行参数、散射环境以及天线间距等因素。根据地面控制站方位角非全向散射和俯仰角非对称分布的特点,结合无人机实际飞行参数特点,推导出简洁的闭环空时频联合相关函数,并通过仿真进行了有效性和可行性验证。     

无人机地面目标实时自主视觉定位

微小型无人机携带设备受到重量限制,基于摄像机透视投影原理的坐标解算模型,重点研究基于数字高程模型的测高逼近算法,获取无人机距离地面目标之间的高度差,以满足微小型无人机机载设备实时自主定位地面目标的要求。计算机仿真实验结果,以及完成算法硬件平台移植后进行的无人机实飞测试实验结果均可以看出,采用的解算模型结合基于数字高程模型的测高逼近算法可以满足对25帧/s视频流的地面目标实时自主定位,并具有较高的精度。     

舰载激光武器打击无人机蜂群毁伤特性研究

舰载激光武器是一种反制无人机蜂群有效、快速、低成本的防御手段。论文针对舰船无人机蜂群反制,分析了舰载激光武器对不同材质的无人机毁伤机理,结合无人机材料激光毁伤阈值,建立了激光武器反制无人机蜂群模型,仿真了不同激光功率条件下对无人机蜂群的有效打击距离,评估分析了激光武器打击无人机蜂群的作战效能,可为后续激光武器协同火力打击无人机提供支撑。     

一种三维无人机SISO宽带信道模型

针对无人机下行单全向天线系统,依据无人机环境特点,建立并分析了基于圆筒散射三维几何传播信道模型。根据方位角非全向散射特性和俯仰角非对称分布特点,结合无人机实际飞行参数特点,推导出简化的闭环时频相关函数,结果表明简化后的时频相关特性与地面控制站俯仰角分布无关。而方位角分布对时频相关特性影响较大,通过仿真进行了验证和时频相关特性影响因素分析。     

面向磁共振弹性成像的数值建模与仿真研究

磁共振弹性成像技术能够定量可视化人体组织的生物力学属性,正逐步成长为一种新型的医学成像手段.然而,其研发不仅要深入探索弹性波的产生、传播及耗散特性,而且需要建立特殊的磁共振成像装备.建立数值模型并开发仿真实验系统,可以有效促进磁共振弹性成像研究工作的开展.本文首先对人体组织进行弹性力学分析,得到外力作用下人体组织的运动微分方程,并利用有限元法求解该方程.同时建立了不同结构和弹性分布的人体组织数值模型.采用剪切弹性波作为成像探针,并根据人体组织的运动微分方程,仿真计算得到弹性波在组织中的传播信息.通过比较不同模型的估算值和理论值,验证了仿真实验系统的有效性和可靠性,说明建立的数值模型可以有效支撑磁共振弹性成像研究.