基于VxWorks的小型无人机飞行控制软件设计

针对小型无人机功能日益复杂,迫切需要提高实时性与可靠性等现状,开发了一套基于VxWorks实时操作系统的小型无人机飞行控制软件,实现了无人机自主起飞、空中巡航和自主着陆等飞行控制功能;在完成软件需求分析的基础上,设计了飞行控制软件的总体结构,并结合VxWorks操作系统的运行机制给出飞行控制软件模块化设计方案,着重介绍了多任务环境下任务划分及优先级分配策略;半物理飞行仿真试验表明:该飞行控制软件能够实现自主、指令、人工3种飞行模式下的飞行控制功能,具有良好的实时性和可靠性,满足飞行控制软件最初的设计需求,同时大大降低了开发难度,提高了软件的可维护性和可移植性。     

基于UWB的无人机自主导航系统设计

针对卫星拒止环境下的无人机导航,提出一种基于超宽带（Ultra Wide-Band,UWB）技术的局部定位系统,实现无人机定位与导航。首先利用UWB技术实现测距,进而解算无人机在局部坐标系下的三维坐标,然后基于扩展卡尔曼滤波（EKF）融合多传感器数据以提高无人机的定位精度。基于开源飞控Pixhawk搭建了无人机飞行验证平台,将UWB定位系统数据与飞控传感器数据融合,对无人机在局部坐标系下的自主飞行进行了仿真。最后通过实验验证了基于UWB的多传感器数据融合导航在无人机自主导航控制上的可行性,实现了无人机在地面平台上的自主起降、对地目标伴飞等飞行导航任务。     

小型无人机飞行变结构控制

针对传统飞行控制系统的局限性,提出小型无人机飞行修正变结构控制策略．在 纵向轨迹控制系统中引入一饱和型变结构控制器,实现姿态角与高度的自主复合控制,解决 了小型无人机超低空飞行触地问题,同时提高了系统的可靠性．     

无人机自主飞行三维可视化视景仿真

无人机在飞行过程中会产生大量复杂的数据,正因这些数据不易被理解使得研究人员不能直接对无人机的飞行过程做出判断分析。据此,将无人机自主飞行和三维可视化技术结合起来研究,基于三维建模工具MultiGen Creator和三维视景系统软件MultiGen Vega创建无人机三维模型和地形数据库,并完成无人机飞行环境的设置和视景驱动程序的编写。最终以一种直观的形式实时动态地再现了无人机自主飞行全过程,仿真效果理想。研究人员可根据仿真效果图直接做出判断分析,在很大程度上提高工作效率。     

多旋翼无人机地面控制站软件系统设计与开发

针对多旋翼无人机自主飞行实时监控需求,开发了一套完整的多旋翼无人机地面控制站软件系统;根据多旋翼无人机地面控制站软件总体设计分析,基于功能模块化思想,分别设计并实现了飞行监控、飞行任务管理、二维与三维结合的导航电子地图以及数据库技术等功能,为无人机的实时监控提供了有力保障;地面控制站软件系统的三个用户主界面简约美观,能够实时切换,便于地面操作员对无人机的飞行监管;最后,通过某型多旋翼无人机的飞行作业,对地面控制站软件系统进行了全方位测试;实验测试有效地证实了该地面控制站软件系统具有完善的监控功能,操作简便,完全满足无人机地面控制站需求,已经作为标配软件提供给用户使用。     

小型无人机纵向姿态模糊自适应PID控制与仿真

针对某小型实验无人机智能自主飞行的要求,提出了一种无人机纵向姿态的模糊控制方法,设计了模糊自适应PID控制器,可有效实现该无人机的纵向姿态控制和纵向航迹跟踪.仿真结果表明,所设计的模糊自适应PID控制器较传统的PID控制器具有更好的控制性能,其响应快、超调小、精度高,而且鲁棒性和自适应能力也较强,可满足自主飞行的要求.     

旋翼飞行机器人完成全功能自主飞行试验

由中科院沈阳自动化所机器人学国家重点实验室旋翼无人机组自主研发的15kg负载级旋翼飞行机器人已在无锡完成了全功能自主飞行实验,在完成了全自主起飞、悬停、爬升、加减速、航迹跟踪、下降等飞行科目后,机器人稳稳地降落在了预定位置。此次试飞标志着旋翼飞行机器人完成使命任务过程中已经实现不需要任何人为参与,为多项国家级项目的完成奠定了重要的基础。     

基于IHDR的自主学习巡检技术研究

针对无人机路径规划存在只适用于静态场景的问题,提出一种自主飞行巡检方法。利用增量分层判别回归(IHDR)树存储无人机飞行经验,通过当前位置矢量搜索IHDR树,得到飞行控制量。根据当前位置与期望位置的偏差调整输出控制量,实现人造目标的巡检。实验结果表明,与IHDR方法相比,该方法学习时间缩短12.2%,且具有较高的准确率,适用于无人机巡检。     

基于DirectX的无人机三维虚拟飞行仿真系统开发

建立无人机三维虚拟飞行仿真系统对于无人机的设计、研制与操纵培训具有重要的意义.介绍了一种低成本的基于PC机的无尾式无人机实时三维虚拟飞行仿真系统,对建模与仿真、DirectX、数据库、面向对象编程等技术在可视化系统仿真领域的应用作出了积极的探索与尝试.介绍内容主要为三维仿真建模接口技术比较与采用、无人机飞行仿真系统模型组成与仿真算法采用以及如何运用软件工程概念开发无人机实时飞行仿真软件系统.     

无人机模糊飞行控制器设计

近年来,无人机凭借其各种优势,受到了各国越来越多的关注;飞行控制系统是现代无人机的核心,其控制律设计结果对无人机飞行特性的影响至关重要,决定无人机是否能够满足自主飞行要求;为了获得更好的控制效果,保证无人机能更好地适应复杂环境和任务,在常规模糊控制方法的基础上引入修正因子和积分抑制策略,设计出了一种模糊飞行控制器;仿真结果表明,该控制器具有较好的控制效果和较强的鲁棒性,较一般的模糊控制系统具有控制速度快、精度高、鲁棒性强等特点,更能适应无人机的特殊要求.     

Design and implementation of a leader-follower cooperative control system for unmanned helicopters

In this paper, we present a full scheme for the cooperative control of multiple unmanned aerial vehicle (UAV) helicopters. We adopt the leader-follower pattern to maintain a fixed geometrical formation while navigating the UAVs following certain trajectories. More specifically, the leader is commanded to fly on some predefined trajectories, and each follower is controlled to maintain its position in formation using the measurement of its inertial position and the information of the leader position and velocity, obtained through a wireless modem. More specifications are made for multiple UAV formation flight. In order to avoid possible collisions of UAV helicopters in the actual formation flight test, a collision avoidance scheme based on some predefined alert zones and protected zones is employed. Simulations and experimental results are presented to verify our design.     

An Experimental Test Bed for Small Unmanned Helicopters

This paper introduces a custom experimental test bed for the evaluation of autonomous flight controllers for unmanned helicopters. The development of controllers for unmanned helicopters is a difficult procedure which involves testing through simulation at first, and then actual experimentation on real vehicles. As simulation cannot accurately represent the exact real flight conditions and the dangers involved in them, the suggested test bed fills the gap between simulation runs and experimental flights. The developed system involves a small helicopter mounted on a flying stand, equipped with a set of sensors for real-time flight monitoring and control. For demonstration purposes, the test bed has been used for design and validation of a fuzzy logic based autopilot, able to perform hovering and altitude control. Experimental results are presented and commented for various test cases.     

基于MVC模式的飞行数据显示系统的设计与实现

随着我国航空事业的飞速发展,飞行数据显示系统成为新一代空中交通管制系统的一项重要支持系统。针对飞行数据显示系统的特点,用MVC设计模式设计飞行数据显示系统,并在系统总体设计的基础上给出典型子系统——重复性飞行计划子系统的实现方法。     

新舟60模拟机飞行指引系统实现

以新舟60飞机为模型,C 语言为开发工具,开发出一套完整可行的飞行指引(F/D)软件.用以替代Collins APS-85飞控计算机完成飞行指引功能,并成功地在飞行模拟机上通过测试且得到应用.具有成本低廉,稳定可靠的特点,能够满足飞行员训练的需要.     

飞机飞行控制多目标优化研究

针对飞行控制系统单目标优化算法与飞行品质要求之间缺乏相关性,且物理意义不明确的缺点,提出了一种基于C*准则的模型参考飞行控制设计多目标优化方法。首先,使用飞行品质建立参考模型,保证所建立的参考模型符合期望飞行品质的要求。然后,通过模型跟随的方法,将飞行品质的要求引入多目标优化中,使得整个优化设计过程物理意义更加明确。最后,使用多目标NSGA-II对某型飞机纵向控制律设计进行数值仿真,结果显示提出的方法可以有效地提高控制器参数整定效率,整定结果满足期望的飞行品质要求。     

山航飞行人员网上准备系统的设计与实现

介绍了山东航空公司飞行人员网上准备系统的应用和基本功能,讨论了该系统的技术实现方法,包括具体通用功能组成模块、底层系统支持等。阐述了网上准备方式对于保障飞行安全的作用,并介绍了该系统的两个特色功能模块:飞行品质监控查询和乘务安全人员网上准备。     

空中飞行模拟技术及其应用

现代飞行模拟技术是航空、航天科技和工业发展的重要支柱及关键技术之一.它以航空、航天科技和工业中的飞行器为研究对象,借助建模与仿真手段主要通过飞行模拟器/系统进行飞行理论、技术和方法探索、飞行器性能和特性预先研究、系统型式、结构与参数以及飞行工作人员模拟培训等.运用响应反馈方法、模型跟随方法及空中自适应飞控平台匹配飞行状态的方法进行研究,以各个部分数学模型建立及信息相似理论为基础和依托,通过相应的硬件和软件来实现.     

一种基于知识的特技飞行动作快速识别方法

在分析复杂特技飞行动作特点的基础上，提出了一种基于知识的复杂特技飞行动作识别方法，采用自然语言建立了飞行动作识别知识库，研制了飞行动作识别推理机。该方法的优点是飞行动作识别的物理含义明确，知识库维护方便、扩展性好，飞行动作识别的准确率高，便于处理大批量的日常飞行数据。     

基于3DS模型的飞行再现设计

该文阐述了调用3DS模型结合OpenGL技术编程的飞行再现软件的实现。该仿真软件由飞机上飞参记录数据解算的参数工程值通过积分运算计算飞行航迹坐标，并确定飞机各时刻的姿态。以飞机姿态、仪表和飞行轨迹等形式显示飞机从起飞到着陆各个阶段的动态运动过程。该软件可调用各种类型飞机的3DS模型进行再现，可指定再现仪表，能显示地景图片并采用分形原理渲染背景天空，可进行双机编队飞行再现，能对飞机姿态进行抓拍。该仿真软件功能强，仿真效果较好，能在当前较低配置的微机上流畅运行。     

基于DSP的飞行控制计算机设计与研究

介绍了基于TI公司TMS320F2812 DSP的飞行控制计算机硬件设计结构,详细介绍了系统的体系结构和各功能模块的作用。软件设计以直接设计方式开发,包括主模块、定时/串行中断处理模块。软件系统载于DSP FLASH中,并给出了相应的飞控软件流程图。整个系统成本低、体积小、功率少,具有实际应用价值。