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.     

微小型无人系统发展及其对测试技术的新挑战

阐述了微小型无人系统技术发展动向，详细介绍了微型飞行器、微小型卫星、微小型机器人技术、微小型水下无人航行器技术等的现状及发展，阐明了微小型无人系统对测试技术的新挑战。     

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.     

微型飞行器实时数据采集传输系统

根据微型飞行器的具体特点，设计一套遥控飞行下对姿态数据的实时采集系统，即飞行实验实时数据系统。本系统包括机械数据采集和发送模块，两套地面接收站分别接收控制信号和姿态信号。能用于建立飞行器的动力学模型，为设计飞行控制器提供依据。本文重点介绍机载模块和姿态数据接收站。     

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.     

四旋翼飞行器轨迹跟踪控制器的设计与验证

为了解决四旋翼飞行器在外界扰动影响和系统模型参数存在不确定性情况下的精确轨迹跟踪控制问题,设计并验证了一种四旋翼飞行器的非线性轨迹跟踪控制器。首先建立了考虑执行机构特性的四旋翼飞行器数学模型,并将虚拟控制量映射到了实际中对电机的控制;然后通过在反步法轨迹跟踪控制中加入积分项,设计了一种基于积分型反步法的非线性轨迹跟踪控制器,消除模型参数不确定性及外界干扰引起的误差,仿真结果验证了该方法的可行性;最后,利用QBall2四旋翼飞行实验平台,对所设计的非线性轨迹跟踪控制器进行验证,实际飞行实验结果表明了所设计控制器的有效性,提高了实际飞行过程中外界干扰和不确定性下的四旋翼飞行器轨迹跟踪控制的精度。     

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。     

用于微小飞行器姿态测量的红外地平仪研制

针对高动态条件下微小型飞行器姿态测量的难点,利用多个红外温度传感器集成设计三轴红外地平仪可提取飞行载体相对于地平线的倾角.通过对红外信号的采集、存储和处理,较好地解算了飞行器滚转和俯仰姿态角.设计了利用微惯性姿态系统和红外地平仪系统对比试验.试验结果表明:利用三轴红外地平仪进行微小飞行器姿态测量方法可行,结果可信.该方法是常规基于惯性姿态测量方法的一种可行替代和补充方案.     

美国高校的微型飞行器比赛

本文阐述了美国高校近几年来微型飞行器设计、制造和飞行比赛的发展进程,以及通过比赛所取得的重要成果;分析了我国高校举行该项赛事所具有的可行性和面临的挑战;借此机会唤起国内高校学生对微型飞行器研究的兴趣。     

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。     

新型非对称变距结构及其力学分析

针对旋翼飞行器本体微型化的瓶颈问题,介绍了一种新型非对称变距结构,研究并分析了其变距机理和控制特性,并对变距关键件弹性连杆进行了弹性力学分析和有限元计算,得到桨距变化与旋翼主轴电机的输出扭矩成线性关系.再通过光电传感器和位置控制码盘检测旋翼所在相位,以便在预期变距相位改变电机转速,从而实现微型旋翼飞行器各向机动飞行.     

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.     

Acoustic CT system for temperature distribution measurement

In this paper,a measurement method for crosssectional temperature distribution is addressed. A novel method based on an acoustic CT technique is proposed. Specifically,the temperature distributions are estimated using the time of flight data of several ultrasonic propagation paths. The times of the flight data contain both temperature and wind effect,and the method to select only temperature component is introduced. A filtered back projection method is applied to reconstruct the temperature distributions from the time of flight data. An experimental system was designed and fabricated to realize simultaneous temperature and wind velocity distribution measurements. Through this system,the effectiveness of the proposed measurement method is confirmed.     

飞机强度试验舵面偏角测量方法的研究

为满足飞机结构强度试验中舵面偏角测量的要求,提出了一种基于位移测量的舵面偏角测量方法。该方法通过安装于舵面悬挂支臂上的两个拉线式位移传感器,测量相对于舵面悬挂接头上同一个测量点的位移,利用三角公式进行计算,得到舵面的偏转角度。对比验证试验表明,该方法的测量性能指标满足飞机结构强度试验要求,解决了传统利用倾角传感器无法测量方向舵偏角的难题,提高了试验数据采集的效率。     

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。     

微扑翼飞行器的尺度律研究与仿生设计

通过分析飞行动物扑翼飞行中的各种物理参量对飞行特性的影响,得出了能为微扑翼飞行器设计所利用的规律。根据几何相似原理,利用基于量纲的尺度分析从本质上揭示了扑翼飞行中各种物理参量之间的相互联系。分析发现,几何尺度对微扑翼飞行器在翼展、翼面积、翼载荷、展弦比和扑翼频率等总体设计参数的影响趋势和对飞行动物相应物理量的影响趋势一致,但在具体量值上有所差异。根据扑翼飞行动物统计分析得到的尺度律设计并制作出了实际可飞的微扑翼飞行器。     

一种航空发动机振动信号检查仪的设计

设计一种航空发动机振动信号检查仪,可以向机载飞参记录系统提供模拟的发动机振动信号,用以对该参数采集通道的测量误差进行校准;同时可以原位检查振动放大器、振动指示器的工作性能。最后结合实例,介绍了基于曲线拟合原理的参数校准曲线的建立方法,以减小飞参振动受感参数的测量误差。     

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。