微型飞行器结构的发展及关键技术

微型飞行器从概念的出现到现在的研究与发展,已经经历了很多,出现了各式各样的微型飞行器。介绍了当前微型飞行器所涉及的主要结构及其特点,同时对微型飞行器需要突破的技术和方向进行了阐述。     

微型飞行器的研究进展

本文阐述了微型飞行器的概念、研究背景、发展现状、主要技术和研究途径;介绍了微型飞行器的主要研究机构和典型产品;展望微型飞行器的应用前景和发展趋势。     

拍翅式微型飞行器运动学的研究

对于拍翅式微型飞行器,设计了一种能产生大升力的翅拍动形式,分析计算了翅拍动所产生的气动力和气动力矩,导出了拍翅式微型飞行器机体的运动微分方程。利用该运动微分方程,可以对拍翅式微型飞行器的位置和姿态进行控制。     

微型三轴转台的研究

介绍了用于微型飞行器(micro aerial vehicle,MAV)和超小型飞行器(small unmanned aerial vehicle,SUAV)中飞行控制系统地面试验的重要设备——微型三轴转台,包括转台的机械设计、控制系统设计以及转台的操纵和使用界面的设计。该文所介绍的微型三轴转台具有结构简单、控制精度高、使用方便等特点。     

微小型飞行器中的数据采集与控制系统

为探索微型飞行器的飞行控制规律，基于脉宽调制信号设计了一种专用的微型机载数据采集和输出控制系统。在微小尺寸和低功耗的前提下充分利用有限的硬件资源实现了对微型飞行器的多路飞行数据的实时采集和存储，同时按照要求对微小型飞行器进行了飞行控制。通过飞行试验，应用于微小型飞行器的微型测控系统的可行性和可靠性得到了证明。     

四旋翼微型飞行器的区间二型模糊神经网络自适应控制

针对四旋翼微型飞行器控制系统中存在不确定性、外界干扰等影响控制精度的问题,提出了基于区间二型模糊神经网络(IT_IIFNN)的四旋翼微型飞行器自适应控制方案.首先,根据四旋翼微型飞行器的动力学模型,设计了基于IT_IIFNN的四旋翼微型飞行器自适应控制器,该控制器由两部分构成,其中IT_IIFNN用来在线逼近系统不确定性;鲁棒补偿器用来实时补偿IT_IIFNN的逼近误差以及外界干扰.其次,利用Lyapunov稳定理论证明此飞行器控制系统闭环稳定性.最后,通过四旋翼微型飞行器样机来验证IT_IIFNN自适应控制器的优越性.验证结果显示,在加入风速为1.5 m/s的外界干扰条件下,跟踪误差可近似达到10-2.结果表明,IT_IIFNN自适应控制器具有良好的跟踪精度、稳定性及鲁棒性.     

微型飞行器设计原则和策略探讨

随着技术的发展与成熟,微型飞行器的设计受到了人们的重视与关注,并在军事、农业等行业领域得到广泛应用。微型飞行器与普通的飞行器存在不同,它是基于微机电动系统以及传感器技术而发展起来的,它的发明标志着我国航空航天事业取得了新的进步。在微型飞行器设计的过程当中,需要充分考虑各个因素的影响,使用先进的技术手段,应用科学的方式与策略。本文重点就微型飞行器设计原则和策略进行了探讨。     

一种新型微型空速计的研制

微型飞行器是应用MEMS技术的一种智能微系统,针对微型飞行器的要求,利用微型螺旋浆带动编码盘,采用单片机解码,研制了一种微型空速计,并制作了其演示系统。     

飞行器队形保持优化分析

作为在战场当中负责侦察和攻击的重要武器之一,微型无人飞行器能够以一种极为隐蔽的方式完成空中侦察,并及时将拍摄的画面反馈至地面。但由于受限于飞行距离以及其它各种物理性能和阵风干扰等因素,使得微型无人飞行器在编队过程中无法始终保持统一、优化的队形。因此本文将尝试通过建立微型飞行器的相对运动模型,利用分布式优化算法,实现对微型无人飞行器队形保持优化。     

涵道风扇式微型飞行器的研究分析

介绍涵道风扇式微型飞行器的研究现状及气动特性分析。通过了解及分析,涵道风扇结构较传统旋翼结构更安全、可靠,气动效率更好。涵道风扇式微型飞行器具有结构紧凑、安全性能好、应用范围广和生产成本低等特点,正越来越成为微型飞行器研制的焦点。     

GPS的微型系统及其制导(英文)

基于微型飞行器(MAV)尺寸小、载重及能量供给有限,难于获取完整的飞行状态参数,对机载的设备和导航控制系统要求很高等特点,提出了一种应用于翼展680 mm的电动微型飞行器的基于航迹角度和偏航距误差的几何导航控制算法,并利用MEMS传感器设计了飞行控制系统,给出了PID控制率.Matlab仿真试验表明,该系统在3种PID控制率下均可很好地实现导航控制,偏航控制误差低于30 m;空中飞行试验表明,提出的算法有效地实现了电动微型飞行器的导航控制飞行,在2级风情况下,偏航误差低于30 m.     

低成本微型飞行器自动化测量平台的设计与搭建

通过SolidWorks设计建模、LabVIEW软件与传感器配合,完成了一套低成本微型扑翼飞行器自动化测量平台的设计与搭建,可以对微型扑翼飞行器的运动、变形和力进行测量、采集和处理,为微型扑翼机的理论和实践提供验证平台.通过力传感器校准与模拟实验表明,该平台能够完成对微型扑翼机运动过程中各项指标的测试.     

微型扑翼飞行器仿生悬停原理研究

根据现有微型扑翼飞行器悬停技术的不足,研究了基于蜂鸟扑翼运动的仿生翻转翼悬停方式,提出了实现该种悬停方式的运动机构和控制方式,为实现微型扑翼飞行器高效悬停飞行及有效控制提供了依据.     

C8051F020的微型旋翼飞行器实验平台的控制系统

提出了一种与传统桨距角递推算法不同的基于高速摄影和图像处理的桨距角测定方法。根据实验要求,开发了一个以微型旋翼飞行器的非对称变距装置为测试主体的实验平台,并设计了一套基于C8051F020的微型旋翼飞行器实验平台的控制系统。该控制系统以C8051F020单片机为微控制器,用微型位置传感器来检测螺旋桨主轴的相位信息,并利用C8051F020单片机内部的PCA捕捉功能采集位置传感器的输出信号,得到螺旋桨主轴的四个相位;利用单片机输出的PWM方波信号控制电机的转速,以达到对螺旋桨电机进行加速的目的;利用单片机内部产生的PCA捕捉中断来触发高速摄像机的拍摄,以实现飞机加速与拍摄的同步。该控制系统结构紧凑,系统可靠性高。最后通过该控制系统来控制微型飞行器仿真飞机前飞的状态,得到该状态下桨叶的变距曲线,证明所提出的桨距角测定方法和由此开发的实验平台在测量桨距角中是有效的,达到了预期目标。     

多学科设计优化方法及其在微型飞行器设计中的应用

微型飞行器是复杂的微机电系统,研究涉及微机械设计,微结构力学,微动力学,微流体力学,微气体动力学,微热学,微摩擦学,电子控制等多个学科,阐述了多学科设计优化方法的基本思想,综合考虑了微型飞行器设计在推力,重量,控制,通讯导航等方面的限制要求,探讨了该方法在微型飞行器设计中的应用,并给出了初步应用范例。     

微型旋翼飞行器飞行控制系统设计

微型飞行器(MAV)是一项包含了多种交叉学科的高、精、尖技术,是集微机械、电子、高性能数字计算机于一身的微机电系统.在民用,特别是在军事领域应用具有深远的意义.针对双旋翼式MAV,根据其飞行动力学特点,以微直流电机锂电池驱动为动力,单片机为控制核心,采用遥控加脉宽调制控制方式,实现了微风条件下微型飞行器的起飞、悬停、前后飞行和降落整个过程的飞行,为微型飞行器的进一步研制打下了良好的基础.     

微型飞行器的发展

由于微型飞行器具有质量轻、尺寸小、可操作性好，机动性强等优点，在军事和民用方面都有着广泛的应用前景和发展潜力，是各国争相研制的热点。文章介绍微型飞行器的概念、技术参数、研究现状、发展动态及现实意义。     

基于模糊评判与优化的微型扑翼飞行器扑动机构综合设计方法

针对微型扑翼飞行器曲柄摇臂扑动机构,提出了影响扑动机构综合性能档方法对多种曲柄摇臂扑动机构方案进行优选,并对获选方案进行优化设计,在此基础上形成了微型扑翼飞行器扑动机构综合设计方法.样机研制和外场试飞证明了文中方法对提高扑动机构综合性能是有效的.     

微型飞行杌器 似水母游动

纽约大学的研究人员LeifRistroph根据水母在水中前进的特点研制出具有四个“翅膀”的飞行器，其运动机制如同水母游动，只不过水母划动的是水，微型飞行机器人划动的是空气，飞行器将自身下方的空气压缩然后“喷”出，这样就可以让飞行器在空中运动了。从外观上看，微型飞行机器人像一把伞，符合空气动力学的原理。     

微型扑翼飞行器驱动系统工程设计方法

以微型扑翼飞行器研制为背景,从系统的角度提出了一种仿生扑翼驱动系统的工程设计方法。根据仿生尺度率原理,对微型扑翼飞行器的总体参数进行了初步设计,提出了驱动系统的设计目标。进行了扑动翼风洞实验,以实际能达到的飞行状态为标准对实验数据进行分析处理,获得了扑动参数的可行范围和功耗需求。对微型无刷电机进行了工作特性测试,得到了电机转速、转矩、输出功率、效率等的拟合关系。综合考虑扑动参数可行范围、功耗需求和电机特性等多个因素,对驱动系统的减速比分配、减速器优化和四连杆扑动机构计算等方面进行了设计,得到了具有良好系统匹配性能的微型扑翼驱动系统,并通过样机研制和飞行实验证明了设计方法的有效性与可行性。所得研究结论对微型扑翼飞行器的工程设计和研制有一定指导意义。