四旋翼飞行器软件设计

四旋翼飞行器是一种旋翼飞行器,目前在航空模型及其他领域中有着举足轻重的应用。文章对四旋飞行器的软件进行设计,以提高其稳定性和灵敏度。在设计过程中主要采用了卡尔曼滤波和PID算法,其中,卡尔曼滤波是一种算法滤波,通过系统输入输出观测数据,可以对系统状态进行优化估算的算法,可以有效地去除噪声还原真实数据;而PID算法则是一种较为常用的自动控制算法,可以灵活地对飞行器最终的姿态进行调节。在设计中,控制模块的前期姿态融合算法采用卡尔曼滤波,而后期则采用PID算法来做最终的姿态控制,并在最后进行了该设计的可靠及可行性进行的实验与测试。     

基于STM32微型四旋翼飞行器设计与实现

文章主要研究基于STM32微型四旋翼飞行器的设计与实现,微型四旋翼飞行器具有小巧,灵活且造价比较低的特点,并且以STM32芯片为核心。整个飞行器的设计包括蓝牙通信模块,传感器检测模块,控制器控制模块,驱动模块、电机执行模块以及电源模块。微型四旋翼飞行器的控制算法采用的是PID算法。PID控制算法是工业自动控制系统的基本控制方式。通过以上控制算法调整,可以实现微型四旋翼飞行器的平稳飞行。     

基于数字串级控制系统的3D空翻四旋翼

以四旋翼为控制对象,本文设计了一种基于直接数字串级控制系统的四旋翼控制方案。该方案使用MPU-6050整合性6轴运动处理组件,采用串级PID算法控制飞行器的稳定,并通过数据逻辑处理,实现飞行器的空翻动作。实验表明,采用该方案的小型四旋翼飞行器稳定性好,3D空翻操作简单灵活,较好地达到了商业化飞行器的性能。     

四旋翼空中机器人无线视频传输算法的研究

四旋翼飞行器是一种体型较小的飞行器,它的飞行高度比较低,重量极轻,但具有很强的机械性能。其中,四旋翼飞行器的无线视频传输算法对农林业、安防监控、管线巡查等众多领域发挥了巨大的作用,本文以此为出发点,探讨了四旋翼飞行器的无线视频传输算法。     

基于单目摄像机的无人机动态目标实时跟踪

文章针对四旋翼无人机与动态目标组成的系统协同作业的任务,研究四旋翼无人机与动态目标的目标识别和目标跟踪问题。设计由单目相机、视觉计算机(树莓派3B)和飞行控制系统组成的自主跟踪控制系统框架,利用Camshift运动目标识别算法对目标位置进行识别并预测动态目标运动轨迹,通过Mavlink协议将无人机的位置信息实时发送给飞行控制系统,从而控制无人机进行动态目标跟踪。实现无人机对动态目标的目标识别,目标跟踪。     

基于STM32的四旋翼飞行器控制系统

文章介绍了基于STM32单片机的X形四旋翼飞行器飞行控制系统。通过对角速度进行方位余弦计算及与加速度进行互补滤波,得到飞行器的飞行姿态,最终通过PID控制算法控制飞行器的四个电机的推力,使飞行器保证稳定并按照遥控器指令进行飞行。     

浅谈四旋翼飞行器的技术发展方向

四旋翼飞行器是多旋翼飞行器中结构和控制系统最为简单、应用最广的一种飞行器。其稳定性好、灵活性好,具有多种飞行姿态。通过阐述四旋翼飞行器的发展现状,组织结构、用途、技术特点等内容,对四旋翼飞行器作以介绍,同时对其未来的用途和技术发展方向做出说明。     

基于无人飞行器的水稻虫害监测系统

该系统利用GPS与GIS(地理信息系统)相结合的方法,为无人飞行器提供地理位置信息,实现四旋翼飞行器的自动飞行;利用Wi Fi网络把采集的图片传输到地面站,通过VC++中Open CV的视觉库对图片进行图像增强、图像滤波、边缘检测和图像分割,检测到害虫后,启动预警模块。     

新型可悬浮飞翼飞行器相关设计

针对目前市场对飞行器在垂直起降、悬浮工作和稳定飞行等方面的需求,提出并设计了一种新型飞翼飞行器。使其既具有飞翼飞行器翼身融合所带来的各种优点,同时又可以像旋翼机一样实现悬浮起降。利用CATIA对飞行器翼型、旋翼机构、螺旋桨等具体结构进行详细设计。并利用Fluent对飞行器在飞行状态下的机身流场进行分析和优化。同时根据新型飞翼飞行器的结构特点为飞行器设计飞行控制原理。为新型飞翼飞行器的制造提供完整的可行性方案。     

四旋翼飞行器演示仪的研究与设计

四旋翼飞行器演示仪可以清晰直观的展示在空中是如何做前后左右平移、上升下降等基本动作。使用皮带传动的方式来演示四旋翼的六自由度运动过程,舵机用来演示四旋翼前后左右的倾斜方向,这样既能精确控制又能保证演示的安全性。     

机载大气信息融合与评估技术研究

大气数据系统和惯性导航系统是飞行器至关重要的导航设备,进行大气/惯性数据信息融合,能够在不降低系统自主性的情况下,对两者的综合性能进行更改。因此我对机载大气/惯性数据信息融合与评估技术开展了较为深入且有针对性的研究。也较为充分的利用实际飞行数据验证了算法的可行性与有效性。论文设计了一种基于多传感器融合的导航信息评估方法,利用量测融合、集中式卡尔曼滤波以及最优固定区间平滑滤波的三步融合的方式获取高精度评价基准信息。同时论文也设计了仿真平台对融合后的基准信息精度进行了验证,评估基准精度高、稳定可靠。在算法设计的基础上,论文进行了机载大气/惯性数据信息融合与评估系统的设计与开发,并利用实际飞行数据对系统软件进行了性能测试,验证了软件设计的正确性与可行性。机载大气/惯性数据信息融合与评估系统具有较高的工程应用价值。     

四旋翼无人机模糊自适应PID系统设计

近年来,无人机技术在军事、救援等领域获得了较多的应用,其中四旋翼无人机由于其结构和操作简单、稳定性高的特点成为了研究热点。由于现今大部分四旋翼无人机为传统PID控制系统,为了进一步提升飞行器在复杂应用环境中的稳定性和自适应能力,增加鲁棒性,文章提出了一种基于模糊自适应PID的控制方法,并通过Simulink仿真实验与传统PID系统对比,结果表明模糊自适应PID系统能使无人机抗干扰能力增强,且能较好地跟随信号。     

航向姿态参考系统研究与实践

文章论述航向姿态参考系统的应用领域及市场需求情况,分析基于MEMS的航向姿态参考系统的结构组成,推导航向姿态的四元数表示法.基于卡尔曼滤波算法进行信息融合,给出卡尔曼算法的流程图,搭建航向姿态参考系统的硬件电路.     

四旋翼无人机自适应滑模控制设计

针对四旋翼无人机的欠驱动、强耦合、非线性系统,提出一种自适应滑模控制的四控制方法。将系统模型分为欠驱动和全驱动子系统两部分,分别设计滑模控制律。针对传统滑模控制的抗干扰能力不强,易产生抖振现象,设计一种自适应方法,提供控制增益K(t)的最小值,使抖振效果最小。为快速调整控制增益K(t),介绍了准滑动模态下的衰减系数。最后,仿真结果验证了方法的有效性。     

电动多旋翼无人机螺旋桨的性能计算与分析

多旋翼无人飞行器螺旋桨雷诺数的变化范围在104-105左右,属于低雷诺数范围,桨叶的气动性能由翼型决定,雷诺数的大小对翼型性能有着重要影响。基于动量叶素理论,考虑粘性作用,对理论公式进行修正,利用MATLAB、XFOIL软件编制程序并进行计算与分析。     

无迹卡尔曼滤波法估计并联型电池系统的荷电状态

采用扩展卡尔曼滤波法(Extended Kalman Filter,EKF)进行电池系统荷电状态估计时存在计算复杂、精度不高的问题。以并联型电池系统为研究对象,结合并联型电池系统空间状态方程,采用无迹卡尔曼滤波法(Unscented Kalman Filter,UKF)对并联型电池系统进行荷电状态估计。在脉冲工况下,UKF与EKF算法的仿真与试验数据匹配情况的分析结果验证了UKF算法的准确性和高鲁棒性。     

基于四旋翼无人机的水空两栖新型飞行器系统的设计

通过开展对两栖飞机和四旋翼无人机的研究,提出一种以旋翼和螺旋桨提供动力快速靠近待救人员并将其救起的水空两栖水上救援机器人的设计方案,该设计主要有飞行控制、无线通信、远程遥控、图像识别、动力、电源等六部分组成。     

基于卡尔曼滤波算法的新疆棉花产量预测

棉花是重要的纺织原料,科学预测棉花的产量是制订棉花生产和纺织工业计划的基础。运用卡尔曼滤波算法对新疆棉花产量进行预测,并取得较好的效果。卡尔曼滤波算法的平均预测误差仅为0.869 79%,比自回归滑动平均(ARMA)模型的预测误差(3.390 34%)减小了74.345 20%。经预测,2018年新疆棉花产量为444.477 8万t。     

基于改进卡尔曼滤波的窖池水分监测系统

针对窖池发酵监测手段落后,人工成本大、数据精度低等问题,利用ZigBee技术和改进卡尔曼滤波算法,设计一套窖池水分无线监测系统.采用符合ZigBee协议标准的CC2530芯片组建无线传感器网络,结合改进卡尔曼滤波算法处理水分信号,再通过RS485总线与上位机通信,实现实时采集和无线监测功能.实验表明:该系统能有效的监测...     

基于FMRLC的四旋翼无人机姿态控制研究

随着技术的发展,如今四旋翼无人机飞控系统中的姿态控制模块已经摒弃了最初使用的传统PID控制方式,大多数采用模糊PID控制方式,其核心是模糊规则和隶属函数的制定。但是由于上述两者一般通过技术人员的经验来确定,所以并不能完全保证其正确性和精确性,为了弥补这个不足,文章提出了基于模糊模型参考学习控制(FMRLC)的模糊自适应PID控制方式,使得飞控系统在运行的过程中根据无人机实际飞行效果来发现原有规则和隶属函数的不足,并对其作出实时修正,使系统性能得到不断改善,进一步优化控制效果,增强四旋翼无人机的悬停以及飞行稳定性。