高超声速飞行器机翼关键部件损伤特性分析

分析了高超声速飞行器机翼关键部件的损伤演化及飞行器飞行动态对损伤的影响。在建立了高超声速飞行器机翼关键部件损伤动力学模型、飞行器动力学模型以及对机翼关键部件载荷应力分析的基础之上,依次分析了飞行器飞行高度、速度、迎角以及控制舵面偏角等飞行器变量对机翼关键部件损伤动态特性的影响,以确定影响损伤的关键变量。仿真结果表明,相对于其他变量,飞行器迎角对机翼关键部件损伤的影响是最大的。基于此结果可得出当飞行器进行高超声速飞行时,从保证飞行安全与延长使用寿命的角度来看,应尽量限制飞行迎角大小。所得结论为实际工程中结构可靠性设计提供了有价值的参考。     

一种基于网络化的分布式测控方法

文章对高空无人飞行器通信网络中使用的分布式测控系统进行描述,通过使用的分布式测控系统架构、窄带情况下报文压缩和传输链路切换时的数据同步技术,提出了一种基于网络化的分布式测控方法,用于解决高空无人飞行器通信网络的设备管控难题。     

基于先验知识的烟囱内部作业飞行器定位方法

四旋翼无人飞行器在应用于火电厂大型烟囱内壁腐检测领域时,由于大型烟囱内部空间信息屏蔽的特性,使得传统的定位与通信方案无法满足四旋翼无人飞行器的飞行要求。为了解决此问题,应用二维环形激光雷达装置并结合烟囱结构的先验知识,设计了适用于烟囱内部作业的无人飞行器快速定位算法。同时设计了中继飞行器以提供烟囱内部作业飞行器与地面控制中心之间的数据通信服务。实验和仿真结果表明,该装置和方法能解决四旋翼无人飞行器在烟囱内部的定位和数据通信问题,为火电厂大型烟囱内壁腐蚀情况检测领域自动化程度的提高和后续研究打下基础。     

展向变形飞行器机翼扭转时的鲁棒飞行控制与分析

为了研究机翼扭转变形对飞行器纵向飞行性能的影响,本文采用小扰动线性化方法建立展向扭转变形飞行器的变参数模型,运用鲁棒最优方法设计机翼扭转变形时的纵向飞行控制律,并用S函数编写展向变形飞行器模型,最后采用SIMULINK对设计的控制律进行仿真分析。仿真结果显示,设计的鲁棒最优控制律能够对变形飞行器进行飞行控制,并且机翼完全扭转能够辅助飞行器下降,机翼不完全扭转能够辅助飞行器爬升。     

四旋翼无人飞行器设计与姿态控制算法研究

为改变传统以单片机为处理器的四旋翼无人飞行器的控制方式,提出基于STM32飞行控制系统的四轴飞行器的设计。主要包括飞行器的硬件构成、软件设计、姿态控制算法等。并通过仿真比较实现姿态控制计算算法的最优化选取,保证了飞行器的高稳定性和高实时性,实现了飞行器飞行模态的控制要求。     

基于多参数频谱特征的机翼薄冰识别方法研究

机翼结冰是影响飞机飞行安全的重大隐患。针对现有机翼薄冰探测方法存在的外形、精度、抗环境干扰方面的不足,设计了一种适用于机翼薄冰识别探测的平面电极,搭建制备不同冰型的实验平台,采集薄冰阻抗、电容、传输系数的频扫数据。定量分析频谱曲线形态,建立基于支持向量机的冰型分类与明冰厚度回归模型。通过变温实验对各参数的温度漂移进行分析并建立温度补偿方法,同时对机翼翼面可能存在的残留物对薄冰识别的影响进行了研究实验,结果证明所提方法能够实现0.2 mm～2.5 mm厚度范围内薄冰的识别和探测,且不受常见干扰物的影响。     

基于4G的无人机远程巡逻系统

近些年,在科研、工业、等众多领域中,无人机巡逻系统开始担负起现场勘查、远程高空监视等任务。但是无人机与控制中心的通信部分一直是研究无人机的重点与难点,为解决无人机通信距离受限的问题,提出了基于4G的无人机远程巡逻系统。本系统能够实现无人机的远程控制和数据采集,设计基本思路是基于4G无线通信网络在无人机端、服务器端和地面控制端的相关硬件平台上进行软件开发和设计。实际飞行结果表明,该系统不仅能实现远程飞行控制而且能显示清晰的监控视频和准确的飞行状态信息,在未来电路巡检、物流传输、高空监视等领域具有重要的实用价值。     

飞行器8~14μm波段红外特征的数值研究

在飞行器机身表面的温度场建模中综合考虑了超音速飞行气动加热、发动机舱内部流动换热,以及排气喷流对飞行器后体的传热等影响, 采用数值计算的方法对飞行器8~14m波段的蒙皮及发动机壁面红外辐射特征进行了研究,分析了飞行器机头、机身（含进气道）、机翼、发动机舱（含飞行器后体）、垂直尾翼、水平尾翼和发动机喷管腔体等部位的红外辐射。结果表明:蒙皮辐射是飞行器8~14m波段红外辐射的主要组成部分,发动机壁面红外辐射主要集中在飞行器尾向50范围内;在不同的观测平面,飞行器不同部位对整机8~14m波段的红外辐射贡献比例各有侧重,飞行器机身、机翼、发动机舱和垂直尾翼是飞行器8~14m波段红外辐射的主要部分;飞行马赫数提高将加剧机身气动加热效果,飞行机不同部位所占的红外辐射比例将有所改变。     

高空核爆环境下飞行控制系统的防护方法

针对高空核爆引起的强电磁辐射使空间飞行器控制系统发生瞬时和持续的功能降级以及失效的问题,分析了强电磁辐射对空间飞行器飞行控制系统的潜在威胁和损伤效应,提出了强电磁脉冲辐射和强射线辐射环境下飞行控制系统的一些防护概念和方法。这些方法应用于飞行控制系统抗辐射加固设计,可显著提高空间飞行器抗强电磁辐射损伤能力。     

基于不同地形的低空安全突防曲面处理算法

低空突防能力问题是无人飞行器(UAV)飞行安全的核心问题之一。针对不同地形的低空安全突防曲面问题,提出一种处理算法。该算法首先将安全走廊的概念融入到飞行曲面设计中,将三维航迹划分为水平航迹和垂直航迹规划,考虑飞行器的最小离地高度等因素,设计出平滑安全的飞行曲面,提高了飞行器突破"台风眼"区域的安全性。然后根据不同地形的特征,利用聚类算法对其进行分类,再采用二维三次卷积算法,提出基于不同地形的低空突防安全曲面设计方法。仿真结果表明,该算法能够快速实现低空安全突防的需求,降低飞行代价。     

基于直角机器人技术的变电站智能巡检平台

针对电力行业无人值守变电站的巡检工作,本文介绍了一种基于直角机器人技术的变电站智能巡检平台,该系统采用XYZ三轴龙门型构架,适用于户内布置式变电站,对封闭式开关柜和继保柜巡检范围内任意位置实现高速、高可靠性的定位,配合可见光、红外摄像头、拾音器、气体分析器等前端采集装置,实现变电站的智能巡检.同时,系统还能对巡检中音视频与预设值进行比对,自动提示出现的异常情况,以便管理部门迅速作出处理,预防和减少事故发生带来的损失.实践证明,通过该方式能有效的代替人工,对无人值守变电站进行实时、安全、高效的巡检,提升变电站的自动化、智能化水平.     

温度测试系统中的误差分析与控制方法

温度测试系统是飞行器飞行试验中关于系统发射环境温度参数等的测试装置之一。本文从热电偶传感器结构设计与材料选择、信号放大与采集及数据处理等几方面出发,分析了某飞行器飞行试验温度测试系统存在的误差因素;结合飞行试验情况,并按照实际应用的标准,给出了有效提高系统测试精确度的相应控制措施。最后通过试验情况的相关对比,验证了文中所述误差控制方法的有效性。     

基于前点信息预测纠正动目标轨迹的方法

针对民用仿真软件中，动目标飞行器轨迹点错误导致飞行时出现撞山、偏离整体轨迹方向的问题，提出了一种基于前点信息预测纠正动目标轨迹的方法。基于飞行器的最低飞行高度和最大飞行速度，根据飞行器最新轨迹点与前一个轨迹点来判断其位置是否合理，不合理则根据实时速度、航向和两点之间的时间差等参数计算得到测纠正后的最新轨迹点。实验结果表明针对民用飞行器利用该方法，能够纠正预测得到较为合理的、符合整体飞行轨迹的轨迹点。     

图像识别技术在自主飞行机器人系统中的应用

自主飞行机器人(Autonomous Flight Robot)是基于无人机的一种移动机器人系统. 无人机在民用用途很广,以多旋翼飞行器为例,其在植保、物流、测绘、巡检、航拍等行业的应用较为成熟.然而飞行器无法自主执行任务,摆脱不了人为的操控,在植保、物流、测绘、巡检的任务时间短、无法削减人力成本,在产业化上的障碍较多.     

STM32嵌入式平台下四旋翼飞行器模型研究

针对四旋翼飞行器一键启动、自主飞行、高空悬停及距离预警等问题,提出了四旋翼自主飞行器探测跟踪系统模型,通过比例-积分-微分控制器(Proportion Integral Derivative,PID)算法实现飞行器距离地面1 m自主飞行悬停,感应小车发出预警灯光指示等要求。该系统采用STM32控制芯片,以压力传感器、陀螺仪等辅助保持平。通过多次飞行实验验证,本系统方案拥有可行性高、简单、易操作和成本低多个特点。     

基于多目标跟踪FANET网络的UAV协同通信算法研究

针对无人飞行器(UAV)群在飞行过程中动态无线通信飞行自组织网络(FANET)参数和扰动不确定的问题,本文采用多UAV无线协作通信模型中研究动态不确定性,提出一种基于递归神经网络(RNN)的多目标跟踪自适应控制算法。带有接入点控制方法的FANET网络可以优化无人机的通信系统容量和覆盖范围以及更快的响应速度,仿真结果显示,通过确定无人飞行器的最佳覆盖区域,总所需功率将有所降低,最大程度地确保地面设备最大的吞吐量,提高了UAV协作通信控制的准确性和灵敏度。     

用于违章停车车辆自动取证的四轴飞行器系统

借助于计算机视觉技术实现了一种基于四轴飞行器的违章车辆取证系统。四轴飞行器在巡检路段上空飞行过程中,通过训练好的支持向量机(SVM)车辆检测算法自动检测视野中的违章停车车辆。如违章停车车辆存在,四轴飞行器将根据视觉处理结果自动调整姿态,便于摄像头以合适的尺度和角度识别车牌;最后通过模式识别技术捕捉视野中车辆的车牌并向地面站传输证据。与传统的人工巡检和基于道路固定摄像头的方案相比,本系统更灵活、高效,可以作为交通智能化管理新的解决方案。     

基于5G网络的无人驾驶飞行器控制系统设计

为了满足无人驾驶飞行器在空中飞行时的角度控制需求,引进5G网络对飞行器控制系统展开深入研究.通过设计STM56Y201GVH6单片机、RC接收器选型,完成系统硬件结构规划.构建无人控制飞行器姿态动力学模型,设计飞行器飞行姿态与角速度回路控制律,实现对无人驾驶飞行器的有效控制.在5G网络环境下选择F-13型号的无人驾驶飞...     

激光推进自由飞行实验

为了解决激光推进自由飞行演示中飞行器垂直飞行的稳定性问题,设计了旋转发射平台装置。在飞行器起飞前,给其施加一定的转速。当转速达到700 r/m时,质量为4.2 g,焦距为10 mm的抛物面型飞行器在单脉冲输出能量为13 J,重复频率50 Hz的TEA CO2激光器的推进下,成功实现了重复频率脉冲激光推进竖直自由飞行演示。飞行高度达到2.6 m,飞行持续时间为1.75 s。结果表明,在激光输出能量一定的情况下,通过提高飞行器的转速,可以提高激光推进自由飞行演示中飞行器的稳定性,从而适当地提高飞行高度。     

基于B/S的移动基站高空巡检信息管理系统

随着移动网络的全面覆盖,移动基站的巡检工作愈加繁重。当前采用的人工攀爬检测存在作业高危险性且巡检维修信息统计不全等问题。本文提出了基于B/S的移动基站高空巡检信息管理系统,解决了基站高空作业高危险性,巡检维修信息统计管理困难等问题。通过JSP搭建的B/S系统,具有访问快捷,平台无关性等优点,实现基站信息的动态管理。