多旋翼无人机自主巡检关键技术研究

基于目前多旋翼无人机广泛应用于输电线路电力巡检的背景,从功能设计、自动避障、路径规划三个方面讨论多旋翼无人机自主巡检关键技术。研究设计多旋翼无人机自主巡检控制功能模块并划分无人机巡检工作状态,然后分析无人机自动避障原理及搭载多元化传感器避障的传感器选型依据,阐述多种无人机路径规划算法的核心原理并进行了优劣性对比。     

振动传递路径系统的参数和全局灵敏度分析

提出了振动传递路径系统响应对系统参数和传递路径的全局灵敏度分析的数值方法。考虑结构参数的随机性,获取各传递路径受体输出响应的随机统计特征,以及路径中系统参数对受体振动响应的定量影响关系。基于文中数值方法,可以定量表述影响振动传递路径系统中受体振动特性大小的路径重要度排序以及系统参数的灵敏度排序。以典型多自由度振动路径分析模型为例,讨论了随机振动系统传递路径重要度分析过程,通过与Monte-Carlo随机模拟结果相对比,验证了本方法的正确性与可行性。     

频域内振动传递路径系统的参数灵敏度

建立了具有路径质量的振动传递路径系统模型,探讨了系统振源、传递路径、接受体三部分的交互影响关系.运用矩阵微分理论并与振动力学理论相结合,对频域内振动传递路径系统的参数灵敏度进行了讨论,获得了接受体频域动力学响应对路径参数的灵敏度分析结果,解决了路径参数对系统接受体频域响应贡献量的度量问题.当系统路径参数较多时,该方法能迅速准确地判断出主要影响参数,约束优化设计方向,简化振动传递路径系统的动态设计过程.通过算例表明,这一方法切实可行,为频域内振动传递路径系统的参数贡献度分析提供了理论基础.     

四旋翼无人机路径跟踪控制系统软硬件设计与实验研究

目前传统四旋翼在空中经常受到人为或环境中不确定因素干扰,如果地面控制站不能更直观地显示无人机的实时姿态、位置,飞行中四旋翼无人机容易偏离跟踪的既定路线,无法躲避障碍物,甚至出现姿态不稳导致的无人机损坏.针对此情况,设计开发了一种基于STM32F103RCT6嵌入式微处理器的四旋翼无人机路径跟踪控制系统.详细阐述了该集成控制系统的硬件总体框架、各模块电路设计、软件程序工作流程,利用Matlab2019b仿真软件进行四旋翼无人机的路径跟踪算法仿真实验以确保系统的稳定性和可行性,并以四旋翼样机为实验对象进行了实物测控实验.实验结果表明,所设计的控制系统可以实现自主飞行和轨迹跟踪的期望目标,地面控制站显示界面中可以实时显示四旋翼无人机的实时跟踪路径、姿态角、航速和高度等传感器信息,系统具有一定的实用性.     

轻型客车车内振动传递路径的试验与仿真研究

应用传递路径分析方法,对某国产轻型客车驾驶员座椅的振动进行分析与优化。首先,建立15输入1输出的振动传递路径模型,通过整车道路试验获取工况数据,并通过室内锤击试验获取传递函数;其次,对每条传递路径进行贡献量分析,得到每条传递路径对响应点的贡献量;然后,建立整车刚柔耦合动力学模型对座椅的振动水平进行仿真分析,与试验结果具有很好的一致性,并且通过二次回归组合试验建立响应点振动水平与优化变量之间的数学关系;最后,建立一个考虑驾驶员座椅振动水平和动力总成悬置系统解耦率的综合目标函数,利用遗传算法优化得到每条传递路径刚度最优解,并对动力总成悬置解耦率与驾驶员座椅振动水平改进效果进行验证,结果表明:悬置系统解耦率有很大程度提高并且各个车速下驾驶员座椅振动水平均有较大程度的降低。     

基于传递率的多维振动传递路径的贡献量排序

振动传递路径系统研究是振动控制理论与技术的新颖和关键发展方向之一,在实际控制机械装备的振动实践中,多维振动传递路径系统的研究显示出了重要价值。振动传递路径系统由振动源、传递路径和接受体三部分组成,振动传递路径定义为振动产生的能量由振动源通过媒介物质传递到接受体所经历的物理介质。基于机械振动的理论,解决了多维振动传递路径的贡献量排序的问题,提出了以振动传递率为度量准则的排列多维振动传递路径的贡献量的理论方法,在频率域内清晰地阐明了多维振动传递路径贡献量的顺序。     

行星轮系动力学新模型及其故障响应特性研究

行星轮系中零部件多、结构复杂,建模难度大。行星轮既自转又公转,导致啮合点到固定在箱体上的传感器之间的距离时刻变化,从而产生振动传递路径时变效应,增加了振动响应的复杂性。现有的动力学模型大多针对正常情况下的行星轮系进行建模,而且未考虑振动传递路径时变效应对振动响应的影响。针对以上不足,推导了行星轮系正常、裂纹及剥落三种情况下的时变啮合刚度算法,考虑振动传递路径时变效应的影响,建立了相应的动力学模型,求解得到行星轮系正常、裂纹及剥落时的动态响应,并分析了它们的频谱特性。搭建了行星齿轮箱试验台以获取振动响应信号,与模型响应信号进行了对比分析,结果验证了动力学模型的准确性,为行星轮系的健康监测提供了理论依据。     

系留多旋翼无人机技术进展及设计方法研究

系留多旋翼无人机是将多旋翼无人机和系留综合缆绳组合起来的一种新型无人机,其能源供应直接来源于地面电源。作为无人机的一个新兴门类,系留多旋翼无人机有望推动多旋翼无人机在行业应用中取得革命性进展。首先详细介绍了系留多旋翼无人机的发展现状和技术进展,并对系留多旋翼无人机的性能特点和应用领域进行了总结;然后结合辽宁通用航空研究院自主设计研发的一款多用途系留四旋翼无人机平台,系统地介绍了系留多旋翼无人机的设计方法与步骤;最后通过一系列测试实验,对系留多旋翼无人机的实用性能进行了验证与评估。     

传递路径分析方法用于农用车振动控制的研究

使用传递路径分析方法对农用车驾驶员座椅振动控制进行了研究。介绍了传递路径分析方法的基本原理,提出了一种精确的驾驶室振动系统传递函数测试方法,通过传递函数实验和工况实验建立了完整的TPA模型。采取了一种快速的方法计算激励力,然后计算出了各传递路径贡献量。通过将路径合成值与实测值的对比,验证了TPA模型的正确性。结合相位和幅值对驾驶员座椅的振动进行了传递路径贡献量分析及路径问题识别。找出了引起振动峰值的主要路径,并通过分析找出了这些路径贡献量大的原因,为该振动系统的后期优化提供了依据。     

基于深度确定性策略梯度算法的四旋翼控制器自主导航方法研究

自主导航作为四旋翼无人机飞行导航的核心问题,为了更好地优化四旋翼无人机自主导航路径规划和路径跟踪能力,采用了一种基于改进的深度确定性策略梯度算法的机器学习算法（DDPG）的四旋翼无人机自主导航跟踪控制器,算法中增加了对动作探索策略的设计和对奖励函数的改进,以及采用二维及三维电子地图模拟四旋翼无人机的飞行轨迹,提出基于Matlab软件进行四旋翼无人机自主导航仿真实验以确保系统的稳定性和可行性。结果表明,所改进的深度确定性策略梯度算法可以在仿真实验中实现四旋翼无人机在二维及三维环境下的路径规划、跟踪与避障,并做到导航过程中的姿态状态的自主调整。