DI/QFT控制器在四旋翼无人直升机飞行控制中的应用

首先建立了四旋翼无人机的非线性数学模型.然后针对该无人机数学模型的不确定性和非线性,采用动态逆(DI)和定量反馈理论(QFT)相结合的方法设计了该无人机姿态回路的鲁棒控制器.应用动态逆方法处理对象的非线性,将系统等效为一个解耦但存在不确定性的线性对象.鉴于动态逆控制在气动参数摄动的情况下不能满足控制要求的事实,设计了QFT控制器,QFT控制器能克服对象的参数不确定性,保障系统的鲁棒性.仿真结果表明,在气动数据变化±20%的范围内,DI/QFT控制器实现了对姿态角的精确控制.     

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。     

旋翼型无人直升机非线性飞行动力学模型与实验研究北大核心CSCD

以转旋型无人直升机为研究对象,文中对其飞行动力学进行了数学建模,针对主尾桨、旋翼、机身、垂尾以及平尾创建气动力学模型,根据各部件力矩及气动力,通过微分方程模拟运算机体运动姿态,实现对旋翼型无人直升机非线性飞行动力学模型的创建。把飞行控制系统、遥控遥测软件、后台模型解算、前台仿真控制台集成为一个完整的闭环系统,降低仿真系统复杂性,提高仿真有效性。在进行旋翼型无人直升机起飞、航路飞行、着陆仿真试验时,旋翼型无人直升机在飞行过程中侧偏较小,实际飞行航线基本覆盖给定航路。这表明该文对旋翼型无人直升机非线性动力模型具有较高的置信度,这对控制律设计、仿真验证比较适合,仿真系统实时性达到预期效果。     

无人直升机大屏幕多通道视景飞行仿真技术

为了更好地演示无人直升机飞行控制的仿真效果,开发了无人直升机飞行控制多通道视景仿真平台,该平台使用3个通道在弧形大屏幕上演示仿真效果。软件部分使用Visual C++6.0编程,利用Creator软件建立无人直升机三维模型和飞行场景,采用Vega软件实现动画显示效果。硬件部分由3台计算机、3台投影仪和2个控制杆组成,实现多通道视景仿真数据的传输及同步,以及三通道视锥配置,并实现三通道渲染场景的无缝拼接。通过无人直升机在此平台上的飞行仿真证明,该多通道视景仿真系统比传统视景系统的显示效果更为突出。     

基于GL Studio的无人直升机飞行监控软件设计

本文首先从地面站操作人员的使用性出发,设计开发了一个飞行监控软件。并依次介绍了飞行监控软件架构、部分模块设计以及软件集成。然后通过向飞行监控软件发送模拟数据的方式验证其主要功能。实践证明用本文方法开发的飞行监控软件具有直观、使用方便等特点,为监控无人直升机的飞行状态提供了一定的帮助。     

无人直升机航路规划中飞行安全问题分析

根据无人直升机的特点,阐述了无人直升机航路规划的特殊性,讲述了一般的航路规划过程和注意事项。同时从速度判定、高度判定、数据链通视判定、控制律适应性判定以及燃油预估等5个方面,讲述了保证飞行安全的方法和措施。     

基于ARM内核单片机的四旋翼直升机飞行控制系统设计

四旋翼直升机具有4个呈交叉结构排列的螺旋桨,其独特的构型能够满足复杂环境中的任务需求。文中设计了一种四旋翼直升机飞行控制系统软硬件方案,通过传感器实时采集四旋翼的姿态、高度、位置等信息,采用PID算法设计飞行控制律,以ARM Cortex-M3内核高性能单片机作为主控制器。最后采用CVI开发的地面站软件实现在线数据采集与调参,并通过实际飞行验证了本方案的可行性与稳定性。     

多旋翼飞行器单参数自抗扰姿态控制器

针对小型多旋翼无人机在飞行时,存在风力扰动和电机振动等振源造成的机身振动,使得传感器噪声增大导致飞行不稳定,以及结构不确定和外扰大造成的调参复杂等问题,对传统自抗扰控制器进行优化.在传统频域滤波器基础上大幅降低角加速度中频噪声,补偿传感器及滤波器延时,快速跟踪大扰动.此外,引入tansig()误差反馈函数,对观测器的参...     

直升机旋翼转速表的研制

本文介绍了一种新型旋翼转速表的总体设计方案，给出了具体的硬件设计电路。同时对系统的电磁 干扰进行了分析并提出了抗干扰措施。整机调试结果表明，新研制的旋翼转速表工作稳定可靠、功 能齐全、指示精度高，达到并超过了原有进口产品的性能指标要求。     

直升机旋翼转速表的研制

本文介绍了一种新型旋翼转速表的总体设计方案,给出了具体的硬件设计电路.同时对系统的电磁干扰进行了分析并提出了抗干扰措施.整机调试结果表明,新研制的旋翼转速表工作稳定可靠、功能齐全、指示精度高,达到并超过了原有进口产品的性能指标要求.     

直升机旋翼桨叶载荷测量方法

本文介绍了电阻应变片测载荷的优点、工作原理及其在测量直升机旋翼载荷中的应用,并得到了某型直升机实际飞行试验过程中的测试数据。测量数据表明,该测试方法可行,达到预期测试目的,对直升机飞行试验领域的工程应用具有一定的参考价值。     

无人直升机多天线超远程直播系统研究

本研究基于800级电动无人直升机,通过搭载多向天线及先进的信号发射装置,经过调试、组装,最终实现无人直升机的远程直播功能。提高了无人直升机飞行可视距离,并且可以实时回传无人机拍摄的视频画面,为无人直升机作业的指挥工作的便捷性提供保障。     

多旋翼无人飞行器机载云台的复合稳定控制方法

针对多旋翼无人飞行器机载云台的稳定控制要求,提出一种采用双速度环控制结构的带有模糊切换条件的模糊自适应PID复合稳定控制方法。在深入分析控制结构扰动抑制能力的基础上,通过模糊自适应控制中自调整因子的引入和控制规则的在线修正,提高系统的快速响应能力;利用变速积分PID控制保证系统的高稳定精度,模糊切换条件实现复合控制的平稳切换。动态响应和稳态精度实验表明,系统的调节时间约为20 ms,稳定精度为0.13mrad。该方法有效地实现了机载云台的稳定控制,完全满足了多旋翼无人飞行器的应用需求。     

多旋翼无人机的嵌入式自主飞行控制系统设计的研究

本文在分析研究中,以多旋翼无人机作为研究对象,按照多旋翼无人机所在实际操作过程中所具有的特征,对于嵌入式自主飞行控制系统进行设计研究,让多种类别多旋翼无人机在实际飞行过程中,能够被嵌入式自主飞行控制系统所管理.     

无线网络通信下多无人飞行器编队飞行控制

基于无线网络通信的多无人飞行器编队飞行控制容易受到通信间断、数据包冲突等因素的影响,借鉴分布式网络中的令牌环思想提出了一种通信拓扑的切换方法,并引入切换长机的概念。基于一致性理论利用局部相对状态信息设计了分布式控制律,该控制律由两部分组成:一部分是编队对于预设轨迹的跟踪;另一部分是队形的保持。采用双积分动力系统模型进行仿真实验,结果表明所提方法可以实现编队对预定轨迹的跟踪及飞行中的编队保持,即便通信节点故障也能继续保持预设队形,具有较强的鲁棒性。     

直升机旋翼雷达特征信号分析

针对动态飞行测量实验,分别从时域、频域以及时频域对实测直升机回波信号进行了分析.结果表明,在时频联合域可以更清楚地揭示直升机旋翼的调制特性.根据其时频特征信号,可以判断旋翼叶片数的奇偶,并且可以测定调制回波的闪烁周期,从而确定旋翼叶片的数目和转速,实验还验证了叶片倾斜角对其调制回波的影响.这些特征对于直升机雷达回波信号仿真以及检测和识别具有重要的价值.     

无人直升机余度供电系统研究

鉴于无人直升机供电系统对其电气系统可靠运行的重要作用,文中首先针对无人直升机供电系统的设计要求,设计了一款无人直升机余度智能供电系统;然后,分析了系统的组成、工作模式,并设计了负载切换控制系统。在此基础上,分析了余度智能供电系统中包含的各种冗余结构,获取了对应的可靠性数学模型。最后,将冗余智能供电系统应用于真实无人直升机供电系统。仿真和飞行试验结果表明,该设计可靠性高,且易于实现,可以很好地满足系统设计要求。     

无人直升机自转着陆功能设计

文章以单旋翼带尾桨的小型无人机作为对象,研究发动机在空中停车时的安全着陆问题。根据直升机自转飞行的经验,将自转着陆分成3个阶段,为无人直升机设计了自转着陆功能。为了使直升机触地速度降到最低,多次使用软化控制指令,并且巧妙地设计软化因子。实验表明,设计自转着陆功能能够使无人直升机在发动机停车的情况下安全着陆。研究成果对无人直升机的自转着陆问题有一定的参考意义。