无人机激光充电跟踪瞄准精度分析

无人机激光充电相比于太阳光充电,能够提高充电能量功率及改善持续充电性能。自动跟踪瞄准精度是无人机激光充电的关键指标。结合激光充电系统的工作原理及组成部件,分析了无人机激光充电跟踪瞄准精度。通过建立无人机激光充电跟踪瞄准模型,分析了对跟踪瞄准精度产生影响的各项误差因素,以及各单项误差变化分别对方位角和天顶角瞄准综合误差的影响。在此基础上进行合理的误差分配,通过误差综合计算得出激光充电跟踪瞄准的方位角和天顶角综合误差。通过对系统瞄准精度的分析,为后续标定提供了理论参考依据。     

激光供能无人机光伏接收器设计原则

小型电动无人机在情报获取、战场监视等方面发挥着重要作用,但续航时间短的问题严重限制其效能的发挥。为解决该问题,采用激光无线能量传输技术为飞行中的无人机进行充电,大幅提高其续航时间,增强作战效能。光伏接收器作为能量转换器件,是系统设计需要考虑的核心器件之一。以电动无人机激光供能系统结构原理为基础,针对小型电动无人机的特点,提出在设计光伏接收器时所应满足的具体性能要求,并对影响光伏接收器设计的五个主要因素:系统工作模式,光伏电池,接收器结构布局,散热系统和角度衰减系数进行分析,为光伏接收器的设计提供基础研究。     

无人机激光无线能量传输APT系统跟踪设计

无人机激光无线能量传输捕获、瞄准、跟踪(APT)系统是系统接收端获得稳定能源的保障。为了解决能量传输过程中充电链路高效可靠的问题, 结合无人机激光能量传输系统特点及实际需求, 在设计中建立自适应感兴趣区域, 提高图像处理速度, 降低噪声, 准确提取目标坐标; 综合考虑多重误差后通过Kalman预测算法实现稳定跟踪, 并根据系统特点提出了系统功率传输效率的计算方案。结果表明, 当无人机飞行速率在18km/h内, 该APT系统能够在300m~500m距离准确跟踪无人机, 跟踪精度在320μrad内。该方案能够保证激光能量传输过程的跟踪精度与可靠性。     

激光对微型无人机跟瞄充电系统的设计与实现

为了提高微型无人机(MUAV)的续航时间,基于二轴扫描振镜的工作原理,设计了一套激光对MUAV的远程实时跟瞄充电系统.系统采用硅光电池阵列作为光斑位置传感器,其信号经扫描跟踪算法处理后,在地面与MUAV间建立起无线数传反馈链路,控制二轴扫描振镜改变激光发射方向,实现激光束对MUAV的扫描与实时跟踪;同时硅光电池阵列也作...     

无人机激光跟踪与无线供能系统

为了解决无人机工作时间短、续航能力差的问题,采用激光无线供能的方式给无人机进行续航,提出并设计了一套基于跟踪、捕获、瞄准的激光无线能量供给系统,并进行了理论分析,同时在外场200m范围内进行了无人机激光无线供能实验。结果表明,该系统整体光电转换效率约为12%,跟踪精度优于500μrad。该研究为激光跟踪与无线供能技术用于小型航天飞行器提供了参考。     

无人机载多普勒激光雷达海上风场观测及数据处理

介绍了中国海洋大学激光雷达团队的小型化机载多普勒激光雷达系统研制工作、机载运动状态下的姿态及速度校正算法和海上风场反演方法。分析了2016年在广东省海陵岛近岸海域开展的国内首次无人直升机载激光雷达海上风场观测实验的数据,并与陆基多普勒激光雷达观测结果进行了比对,验证了系统的工作性能及数据反演算法的有效性。实验结果表明,机载多普勒激光雷达系统运动状态下的观测数据与陆基激光雷达观测数据相关性较好,系统可搭载于小型无人机平台,有效实现海上风场的快速精确观测。     

基于激光末端引导的无人机精确回收技术

为了提高野外复杂环境下无人机回收的回收精度及回收成功率,采用了基于激光末端引导体制的无人机精确回收方法,对激光末端引导精确回收无人机系统的工作原理及流程进行了理论分析和验证,取得了无人机引导距离段与激光引导光场辐射场以及无人机偏航角度信息与系统精确回收之间的数据关系。结果表明,在距离着落点1km~2km的粗引导距离段,保持恒定40m的激光引导光场辐射场,可以使无人机快速进入激光辐射场调整偏航角度信息,提高回收的可靠性;在中间距离段,激光辐射场与着落距离按线性关系变化,有利于粗引导转入精确引导阶段;在距离着落点500m以内的精确引导距离段,保持20m的激光引导光场辐射场,可以提高无人机系统的回收精度。将该方案应用到无人机的回收系统中,可以显著提高无人机在复杂环境下的回收精度。     

高效率激光无线能量传输系统闭环控制研究

为了实现高效率激光无线能量传输系统的研究,基于Simulink建立了激光无线能量传输系统的闭环控制仿真模型,实现了激光光伏阵列的最大功率点追踪、降压电路搭建和锂电池智能充电控制,并结合激光光伏阵列的输出特性和锂电池多阶段恒流充电方法的特性,提出了一种基于激光功率密度闭环信号控制的新型锂电池多阶段恒流充电方法。结果表明,该方法不仅可以实现传统锂电池多阶段恒流充电效果,而且节省了62.9%的光能,系统转换效率提高了62.96%。该结果对研究高效率激光无线能量传输系统是有帮助的。     

基于模糊控制的无人机应急电源快速充电方法

无人机应急电源作用重大但标配设备充电耗时且不够安全.通过分析电源的充电特性,根据模糊控制理论提出了一种通过查表运算实施快速模糊控制的非线性充电方法,并以MC68HC05SR3单片机为控制核心,设计出针对某型无人机应急电源的智能控制充电系统,优化了充电曲线,提高了充电速度.实验结果表明,该系统具有良好的快速响应曲线,可实现充电电流的最优控制,安全高效.     

谐振式无线电能传输技术在无人机的应用研究

针对无人机的续航问题,文中采用在输电杆塔上安装充电平台,结合磁耦合谐振式无线电能传输技术(MCR-WPT),将发射线圈和接收线圈分别安装在充电平台和无人机上的方式来为无人机充电。使用该方法需要提高MCR-WPT系统的输出功率和传输效率。文中采用差分进化算法对双线圈MCR-WPT系统中的传输距离、谐振频率和负载电阻进行优化设计。从仿真结果可以看出,双线圈MCR-WPT系统的输出功率得到了提高,传输效率由原来的0.40提高到0.68,验证了优化方法的有效性。     

基于改进卡尔曼滤波的激光补给无人机跟瞄方法研究

激光供能为无人机长时间工作提供了保障,但是激光供能对捕获、跟踪和对准(APT)系统具有较高的要求。本文针对无人机距离地面补给站远、激光跟踪延迟、无人机供给能量不足等问题,提出一种基于自适应卡尔曼滤波算法,采用当前统计模型构建,通过残差检测对无人机模型进行实时的修正,加快位置更新速度,实现激光对无人机的最优跟踪。经过仿真表明,传统卡尔曼滤波算法的误差角度在0.2°左右,本方法的误差角度在0.1°以内,能实现较好的跟踪效果。     

25T型空调客车DC600V/DC110V8kW充电系统应用研究

分析25T型空调客车DC600V/DC110V 8 kW充电系统的组成,重点研究充电系统的PWM高频桥式整流电路和DC/DC电压变换电路的特点、实现方法和保护,阐述充电系统、保护系统的工作过程,分析表明,该充电系统达到国内先进水平.     

空间激光通信及应用

简单回顾了空间激光通信的发展历史，阐述了空间激光通信系统的组成、工作原理和主要的关键技术。介绍了国际上几个空间光通信发展的前沿国家(或地区)和国内开展空间激光通信研究的进展情况，分析了空间激光通信的应用前景和发展趋势。     

新型激光多波束系统供能无人机集群方案研究

由于单无人机执行任务量有限、整体效率低,故而无人机集群运动以其稳定性好,执行任务多样性,易操作,易控制等特点受到越来越多的关注。在激光供能无人机集群中,针对无人机的机载能量限制了任务的范围和时长、传统供能方式仅能完成一对一供能导致供能效率较低等问题,本文提出了一种基于光学相控阵技术的新型激光多波束供能系统,包括整体的激光无线能量传输方案、系统工作的整体流程、基于领航跟随法的无人机集群编队控制等,此方案可完成一对多的自调节供能,满足整个无人机集群的能量需求,提高传能距离及传输效率,并通过对无人机集群进行算法控制精准到达预设供能区域。对未来激光无线能量传输应用的领域和方式具有参考价值。     

基于openmv的无人机定点降落视觉识别技术研究

无人机广泛应用于军事、农业、交通运输等方面,具有巨大的应用潜力和广阔前景。受电池能量密度和能量利用效率等因素的制约,无人机机载电池没有足够的续航能力,发挥不了最大优势。为提高无人机的飞行续航能力,采用无线充电基站对无人机进行充电。为达到无线充电的最大充电效率,需要实现无人机精确降落。为了实现无人机的定点降落,提高定点飞行能力,提出了一种GPS和视觉识别相结合定点降落方法。首先通过pixhawk飞控模块配合M8N模块来进行GPS定位,使无人机到达充电基站附近,然后通过再启用视觉辅助(openmv)实现较精准的降落。实验结果表明,无人机能够准确识别充电基站从而实现定点降落。     

基于89C51的激光自主防御设备空中动态测试系统设计与实现

介绍了一种激光自主防御设备空中动态测试系统,可对激光自主防御设备的干扰对抗效果实现空中动态测试.系统采用AT89C51单片机作为测试和控制核心,给出了硬件和软件的设计与实现方法.该系统已在国内首次成功实现了无人机搭载激光自主防御设备的空中动态测试,实验结果表明系统性能稳定,测试结果准确.     

无人机激光无线能量传输及跟踪瞄准方法研究

本文介绍了无人机的特点与发展趋势,针对小型无人机能量供给不足的问题,阐述了激光无线能量传输的现状,在此基础上总结了无人机激光无线能量传输的系统结构,分析了无人机激光无线能量传输系统的效率及影响因素,并提出了一种基于协作目标的捕获跟踪瞄准方法。     

无线激光通信在海上大型无人机中的应用

为了提高海上大型无人机无线通信能力,在总结分析国内外机载无线激光通信的技术发展现状、已开展实验情况和技术趋势的基础上,对应用场景进行了规划和设想,对海上大型无人机大气激光通信的性能指标、关键技术、面临的机遇和挑战进行了分析,为无线激光通信在我国海上大型无人机无线激光通信的应用及发展提供了借鉴和参考。     

迅速发展中的空间激光通信技术

近年来国外(主要是美国)在空间激光通信的研究方面有一个较大的发展。固体掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光受到广泛重视。本文给出了拟用于空间通信的倍频Nd:YAG激光系统的性能指标及有关技术。建议国内有关方面逐步开展工作。     

某型无人机数据链连续波电磁辐照效应试验分析

为客观评价无人机数据链的抗电磁干扰能力,以某型无人机数据链系统为研究对象,搭建了无人机连续波辐射电磁效应平台。以“失锁冶效应作为数据链受到干扰的判别依据,对数据链系统开展单频点连续波辐照电磁环境效应试验。通过试验得到了敏感频带以及导致数据链失锁所需干扰信号功率值和在无人机机载天线周围产生的干扰信号辐射场强值,验证了阻塞干扰对无人机数据链通信的影响。同时发现,相比于遥控链路工作频带,干扰信号频率在遥测链路工作频带内更容易引起数据链失锁。通过试验研究,为下一步无人机数据链抗电磁干扰性能的提升打下基础。