六轴旋翼碟形飞行器控制系统软件设计及仿真研究

采用了控制不同电机转速组合的方法,对六轴旋翼碟形飞行器进行姿态控制,使六轴旋翼碟形飞行器在不同姿态下飞行时具有较好的性能;为了实现六轴旋翼碟形飞行器的飞行控制,对飞行器的控制系统进行了初步的设计,并且给出了控制系统软件设计流程图;同时以ProtuesISIS软件为基础建立了六轴旋翼碟形飞行器控制系统的仿真模型,并进行了仿真,仿真结果显示该控制系统能够满足六轴旋翼碟形飞行器起飞、悬停及降落等控制姿态的要求。     

旋翼转速信号系统自转下滑状态故障研究

主要论述了某直升机旋翼转速信号系统在模拟自转下滑状态过程中出现的旋翼转速低误告警故障,并对故障原因进行了分析,通过改进旋翼转速信号处理器的采集门限电压值,有效地解决了旋翼转速信号系统误报警问题,改进后产品经过了地面试验和试飞验证,保证旋翼转速信号系统工作正常。     

直升机旋翼转速监测系统故障分析及改进研究

针对直升机旋翼转速监测系统虚警问题,对旋翼转速磁传感器及旋翼转速信号处理器工作原理进行了介绍,并分析了出现虚警的机理。在此基础上,提出改进旋翼转速信号处理器信号采集电路的设计方案。经地面及飞行试验验证表明,改进电路可以有效降低虚警率。     

变桨距四旋翼飞行器控制系统设计

变桨距四旋翼飞行器是通过改变旋翼的桨距大小来改变升力的,这种控制策略可使飞行器姿态的响应和控制的延迟都会小很多,同时可以节省资源和能耗。通过分析对比变桨距与传统的变转速四旋翼飞行器的结构和飞行原理,根据其数学模型和控制要求,设计了变桨距四旋翼飞行器的控制系统。该系统采用STM32F427微处理器作为主控制器,使用MPU6000等惯性测量单元及其他传感器用于检测飞行器的位置、姿态;基于四元数方法进行姿态解算;利用PID控制算法对飞行器姿态、高度进行闭环控制。试飞结果表明,变桨距四旋翼飞行器能够稳定飞行,满足系统要求。     

基于C8051F005的直升机旋翼转速调节系统设计

针对直升机旋翼转速系统的特点,以高性能的单片机C8051F005和集成化PWM功率驱动芯片LMD18200为核心,采用数字化检测和控制技术,对原模拟式旋翼转速调节器进行了系统级兼容的替代设计。数字化技术的应用使得系统器件总数减少而转速控制精度大为提高,实践证明新设计在保留原有电气接口特性的同时又达到了直升机的旋翼转速控制要求。     

旋翼转速调节放大器自动测试仪的设计

针对旋翼转速调节放大器测试技术落后的情况,提出了采用计算机检测技术实现旋翼转速调节放大器自动测试的方法;根据旋翼转速调节放大器信号的主要特点,研究了信号源设计、数据采集和软件可靠性等关键技术,在此基础之上,设计出结构简单、性能可靠的测试仪,并给出了测试仪硬件设计和软件设计思路;经过使用证明,测试仪具有易于操作、测试灵活、检测效率高等优点,有很高的经济效益和推广价值.     

无人旋翼飞行器自适应飞行控制系统设计与仿真

为了设计出能适应不同飞行任务的无人旋翼飞行器飞行控制系统,讨论了模型逆控制器原理.提出了神经网络补偿控制器及其权系数在线算法,分析了综合控制器稳定性.导出了无人旋翼飞行器旋转动力学逆控制器和平移动力学逆控制器,设计了姿态内回路控制器和轨迹外回路控制器,确定了共轴旋翼转速驱动电机的控制分配策略.规划了组合机动飞行科目来模拟自动飞行任务.通过仿真验证了自适应飞行控制系统对无人旋翼飞行器水平垂直运动、悬停和航向运动的飞行控制能力.结果表明,所设计的飞行控制系统具有自适应性和鲁棒性,能实现姿态与轨迹的稳定和跟踪控制.     

基于DSP的直升机旋翼转速信号变换器设计

针对直升机旋翼转速指示系统的特点,以高性能DSP芯片TMS320F2812为核心,采用数字化检测和信号处理技术,对原模拟式旋翼转速信号变换器进行了系统级兼容的改型设计.数字化技术的应用使得系统质量减轻,且精度和可靠性大为提高,实践证明新设计在保留原有电气接口特性的同时又达到了旋翼转速的指示要求.     

基于FXLMS算法的直升机旋翼主动噪声控制的研究

为了降低直升机旋翼噪声,采用FXLMS算法建立了直升机旋翼噪声主动控制系统模型。采用离线辨识方法对次级声路径进行辨识。利用旋翼转速信号构造声源参考信号,从而避免次级声源对参考信号的干扰。结合归一化算法与G-SVSLMS算法,提出一种改进的变步长算法。该算法不仅具有收敛速度快、稳态误差小的优点,而且适应参考信号时变的特点,参数选择方便。仿真研究了旋翼噪声,与G-SVSLMS算法相比,该算法具有更快的收敛速度,对参考信号变化的适应性更好,与归一化算法相比具有更小的稳态误差。结果表明,该算法能有效降低直升机旋翼噪声,在一定频率下降噪效果可达24.8 dB,同时提高了系统的稳定性。     

四旋翼无人机自适应导航控制

研究四旋翼(Quadrotor)无人机导航控制问题。针对传统的四旋翼无人机导航控制方法的目标定位误差和实时性差问题,提出了基于CLOS技术的导航控制方法。采用CLOS技术所开发的导航控制系统使得四旋翼无人机能够在移动停机坪完成自主导航和着陆的任务,并详细研究了导航控制系统的设计和仿真。仿真结果显示了所设计的导航控制系统的性能和有效性,可应用于四旋翼无人机的实时导航。