仿生扑翼飞行器能耗研究进展

自然界中飞行生物利用肌肉、骨骼等结构的协同作用实现灵活、敏捷的飞行,具有扑动、悬停、滑翔等多种飞行模式。仿生扑翼飞行器是模拟鸟类和昆虫等飞行模式的一类飞行器,通过机翼的周期性上下扑动产生飞行所需的升力和推力,具有隐蔽性好、能效高和飞行噪声小等优点,得到了各研究机构的广泛关注。由于扑翼飞行器自身的负载能力较小,很难携带大容量的电池,导致其续航时间有限。研究新型轻质高能量密度的电池和高仿生设计实现续航时间的提升,是扑翼飞行器重要的研究方向。但是,针对扑翼飞行器新型电池的研究还处于初级研发阶段,尚不具备机载飞行测试的能力。研究人员从仿生机理分析、机构优化设计以及控制策略研究等方面入手,针对扑翼飞行器能耗问题开展了大量研究,并取得了阶段性成果。总结了有关仿生扑翼飞行器能耗方面的研究进展,分析了静态参数、动态参数和控制策略等对仿生扑翼飞行器能耗的影响,提出了降低能耗的措施,并对未来研究方向做出了展望。      

微型飞行器的研究与发展

微型飞行器是90年代中期出现的新生事物，它正以日新月异的速度蓬勃向前发展。它的出现引起了世界各国的极大关注和高度重视。本文介绍了微型飞行器的概念和应用前景，重点综述国内外研究现状，总结出研究的关键问题，并提出了未来微型飞行器研究发展的趋势。     

飞行器电磁窗耐雨蚀复合涂层的制备

研制了电磁窗用耐雨蚀底漆和耐雨蚀面漆，介绍了该配套涂料体系的制备工艺，并列举了其性能指标。讨论了耐雨蚀面漆中聚酯树脂、多元醇和颜料对其性能的影响，施工工艺对耐雨蚀涂层与底涂层之间配套性能的影响。     

四轴飞行器视觉导航系统设计

采用基于计算机视觉的视觉导航技术,设计了一种符合四轴飞行器定点降落的视觉导航系统。在地面铺设着陆平台,利用机载摄像头采集周围环境图像,并进行特征点提取,确定四轴飞行器位置,通过无线通信的方式发送控制指令,实现对四轴飞行器的飞行过程导航控制。     

基于拟连续高阶滑模的高超声速飞行器再入姿态控制

考虑模型参数不确定和外界干扰对再入制导控制性能的影响,基于拟连续高阶滑模控制策略对高超声速飞行器的再入制导控制问题进行了研究.首先,给出再入制导指令的设计过程.其次,基于再入飞行特性对模型进行简化,获得面向控制的姿态模型,在此基础上,通过引入新的控制变量,设计解耦滑模面,实现姿态间的解耦.再次,为了削弱控制抖振,通过引入虚拟控制,对系统进行增广,基于齐次性理论设计拟连续三阶滑模再入姿态控制器,确保系统在有限时间实现对制导指令的稳定跟踪.最后,六自由度再入飞行器的制导控制一体化仿真结果表明,本研究给出的控制策略在不影响系统鲁棒性的同时,能够实现对标称轨迹和再入姿态的综合控制.     

双旋翼尾坐式飞行器建模及悬停姿态控制

基于双旋翼尾坐式飞行器的飞行原理,建立了其动力学模型,并对模型参数进行了整定。而后对其悬停模式下的姿态自稳定性进行了分析,并设计控制器对系统进行了校正。通过仿真和实验,验证了所设计的控制器具有较强的稳定性和鲁棒性。     

小型尾坐式飞行器自适应SRUKF姿态算法

针对小型尾坐式飞行器姿态估计问题,设计了由陀螺、加速度计、磁强计组成的姿态测量系统。为了抑制MEMS陀螺漂移导致的姿态误差,以四元数为状态变量,以加速度计和磁强计的输出作为观测变量,建立了滤波模型。采用平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)对传感器信息进行融合,保证了滤波算法的数值稳定性。由于小型尾坐式飞行器抗干扰能力弱,引入自适应算法,解决了量测信息受到干扰时滤波精度下降的问题,提高了系统的鲁棒性和可靠性。仿真结果表明,存在外界磁场干扰时,姿态误差小于1°。通过实际飞行实验,验证了算法的可行性。     

小型四旋翼飞行器的设计与研究

本文介绍了四旋翼飞行器的机体结构、飞行原理、硬件构成,分析了采用互补滤波算法的姿态解算过程,以及飞行控制算法。     

基于参数依赖滚动时域H∞控制的高超声速飞行器控制

针对输入受限的高超声速飞行器强耦合、强非线性以及严重不确定性的特点,提出一种参数依赖滚动时域?∞控制(PD-RHHC)的方法.首先在考虑控制输入约束的条件下,引入参数依赖Lyapunov函数和松弛因子并提出了基于LMI优化的PD-RHHC;然后采用函数替换方法,结合张量积模型转换方法实现高超声速飞行器(HSV)纵向非线性弹性模型的LPV描述,并将PD-RHHC应用到高超声速飞行器纵向控制中,以实现HSV在大飞行包线内的机动飞行;最后通过仿真实验验证了所提出算法的有效性.     

基于3G/4G多旋翼飞行器的视频传输系统

为解决各行业进行高空拍摄时投入高、效果差,无法实时察看地面情况等问题,提出一种基于STM32微控制器的3G/4G多旋翼飞行器的视频传输系统解决方案。系统由多旋翼飞行器、3G/4G网络视频传输系统和地面智能手机控制平台等构成。试验表明,本方案通过3G/4G网络实现视频的传输,能够实现高空拍摄、视频传输、手机接收等功能,具有较好的实时性和可控性。