基于自主切换的无人机航向跟踪设计

基于某型无人机飞行运动模型,研究设计了基于自主切换的无人机航向跟踪控制律。建立了无人机运动的数学模型,设计了飞行控制系统结构,以及纵向、横侧向控制律和自主导航功能模块,实现了无人机的基本飞行控制和自主导航功能。通过仿真验证,该无人机具有比较理想的飞行航线跟踪和飞行航线切换能力,自主导航功能模块达到了预期的设计要求。     

某型无人机飞行控制系统

对某型无人机的飞行控制系统作了阐述,该飞行控制系统主要由飞行器分系统、测控与信息传输分系统、任务设备分系统、地面支持分系统四大部分组成,飞行器分系统包括飞机机体、动力装置、导航与飞行控制、机上电气设备及回收设备等;飞行控制技术的研究能使系统具有遥控、自主控制和应急返航能力．该无人机飞行控制系统已在某型无人机上得到应用,并已通过飞行试验验证,基本达到某型无人机的飞行控制要求．     

无人机编队Dubins 航路规划及编队控制器设计

为完成无人机编队任务并解决无人机在飞行中因干扰而造成编队任务失败的问题,设计一种无人机编队 任务的Dubins 航路规划算法及控制器。根据无人机编队同时到达集结点的时间一致性要求,利用解析几何方法进行 航路设计,通过分析无人机飞行状态,设计了能够进行速度调整的控制器,并使用六自由度无人机模型验证了航路 算法及控制器的性能。仿真结果表明：该航路算法能够解算出各种编队任务的飞行航路,在控制器作用下能够很好 地完成编队任务。     

小型旋翼机地面站导航系统

针对小型旋翼机的特点,设计开发一种人工遥控导航、自主导航与编队飞行相结合的小型旋翼机地面站导航系统。介绍小型旋翼机地面站系统构成,根据其飞行监测和控制要求,利用VC++可视化语言为开发工具,设计小型旋翼机地面站导航系统软件,讨论编队飞行队形方式,并以模糊控制原理对编队飞行控制进行算法研究。结果表明:该系统可进行飞行状态显示、姿态控制、数据存储、视频显示和航迹显示,为下一步研究一站多机的编队协同飞行控制奠定基础。     

基于卡尔曼滤波和DDQN算法的无人机机动目标跟踪

为使无人机能够自主、准确地预测目标状态,进而对敌方机动目标进行跟踪,基于卡尔曼滤波和深度强化学习DDQN算法提出了一种在线决策算法。通过构建无人机机动目标跟踪模型和马尔科夫决策过程框架,结合卡尔曼滤波对目标状态进行了准确预测和更新;然后整合无人机自身状态作为神经网络输入,利用DDQN算法进行针对性训练,实现了无人机对机动目标的自主跟踪控制。仿真实验证明,相较于经典DQN算法,基于DDQN算法训练后的无人机,在跟踪任务中能够对目标保持更长的有效跟踪时间、跟踪距离更近,并保持更稳定的飞行状态,最终实现对机动目标的高效跟踪。     

小型化无人机实时飞行仿真系统结构设计

针对现有飞行仿真设备不能满足小型化、集成化设计要求的问题,设计一种基于MPC565的小型化无人机实时飞行仿真系统。从无人机实时飞行仿真系统入手,分析了以往仿真系统存在的不足,从硬件系统和软件系统2部分分别对小型化的无人机实时飞行仿真系统结构进行研究,设计出了基于小型化硬件系统的软件系统,并进行实时飞行仿真,使得某新型无人机在自主导航状态下飞行成功。仿真结果证明:该仿真系统稳定可靠、操作简便,很好地满足了仿真过程的实时性需求。     

H2/H∞混合控制在无人机飞行控制中的应用

针对无人机受参数摄动和外界扰动影响的特点,对H2/H∞混合控制控制理论在无人机飞行控制系统中的应用进行了研究.对典型无人机的横航向飞行控制系统,用混合H2/H∞鲁棒控制方法设计状态反馈控制器,使飞机控制系统在鲁棒稳定条件下,满足一定的性能指标.利用线性矩阵不等式在求解多目标综合控制问题方面的优势对问题进行求解,仿真结果表明控制器具有较好的扰动抑制能力和跟踪性能.     

H2/H∞混合控制在无人机飞行控制中的应用

针对无人机受参数摄动和外界扰动影响的特点,对H2/H∞混合控制控制理论在无人机飞行控制系统中的应用进行了研究.对典型无人机的横航向飞行控制系统,用混合H2/H∞鲁棒控制方法设计状态反馈控制器,使飞机控制系统在鲁棒稳定条件下,满足一定的性能指标.利用线性矩阵不等式在求解多目标综合控制问题方面的优势对问题进行求解,仿真结果表明控制器具有较好的扰动抑制能力和跟踪性能.     

无人机飞行控制PID参数的模糊自整定技术研究

现今,无人机在军事和民用上都有重要的应用价值．它要完成自主飞行,需要飞机的控制系统具有良好的控制特性．本文中首先介绍了PID参数自整定方法,然后针对无人机俯仰姿态的控制律设计了一种模糊PID飞行控制器,并对这种PID控制器的控制特点及参数设计规则等进行描述．仿真结果表明,这种模糊自整定PID控制器比常规PID控制器超调量小．它具有调节时间短,控制系统实时性和抗干扰能力强的特点．     

一种简化的SAGE-HUSA卡尔曼滤波

对无人机导航状态进行在线估计时,一般采用简化的数学模型,因此需要采用自适应卡尔曼滤波。目前工程中应用广泛的几种自适应卡尔曼滤波存在各自缺点,对进一步提高无人机导航精度以及实际应用上有不利影响。利用残差变化率在不同飞行状态下的差异,选择估计窗的大小,以此给出一种简化的SAGE-HU-SA卡尔曼滤波算法。仿真结果表明,该方法计算量小、思路清晰,适用于无人机导航的工程实践。     

基于多旋翼无人机视觉惯性里程计的设计与实现

针对GNSS 信号受到干扰或在拒止环境下,多旋翼无人机的导航定位问题,设计一种多旋翼无人机视觉 惯性里程计系统。介绍系统的总体设计方案、硬件选型与设计、软件系统搭建、通信协议规定以及算法设计思路。 实验验证结果表明：该系统可以实际运行在多旋翼无人机上,当GNSS 信号不可用时,仍可向飞控实时提供多旋翼 无人机当前可用位姿,为多旋翼无人机视觉辅助导航设计提供参考。     

无人机自主着陆过程中的视觉导航技术分析

为解决目前国内外无人机难以实现自动着陆的问题,对无人机着陆过程中的视觉导航技术进行研究.介绍了飞行器的降落等级和着陆阶段,分别对无人机着陆过程中的图像处理技术和位姿估计问题进行分析,重点研究着陆过程中的图像特征提取技术和位姿估计的迭代算法.研究结果表明:将视觉导航与其他导航方式相结合,发展鲁棒性好、精度高、实时性好的组合导航位姿估计融合算法将是未来视觉导航的发展重点.     

UAV 组合导航半物理仿真系统设计与研究

为了验证GNSS／MLS／VNS／INS／RA构成的UAV五组合导航系统的航电综合、导航解算算法以及飞行控制律性能,设计了集机载导航传感器实物、物理效应器、飞行仿真系统、无人机地面站模拟系统、试验总控评估系统、视景与展示系统等的UAV导航与控制半物理仿真试验系统平台。平台能够考核组合导航系统的性能和功能。     

基于Matlab/Simulink的无人飞行器导航精度分析

为了给无人机飞行提供精确的导航信息,建立精度因子的Matlab/Simulink仿真模型.基于GPS全球定位系统,以无人机经过复杂山地为例,建立无人机导航精度因子数学模型,并利用Matlab/Simulink仿真工具对模型进行仿真分析.仿真结果表明:建立的精度因子模型得到的精度值较高,能够满足无人机在复杂山地下的导航需求和作战要求.     

基于PC104和DSP的某型无人机导航/飞控系统设计

文中介绍了一种新的基于PC104和DSP的某型无人机导航/飞控系统,给出了相应的硬件结构和软件流程.该系统采用某型PC104和 DSPF2812为核心部件,具有结构紧凑、多串口通信可靠、控制通路流畅、接口灵活等特点.最后提及了一种验证系统设计是否合理的方法,且根据试验结果证明该系统功能完善、性能可靠.     

小型无人机飞行控制系统硬件设计

针对传统单片机飞行控制系统的不足,设计一种适用于小型无人机的飞行控制系统。制定了技术和功能指标,以TMS320F28335芯片为核心,集成了GPS和传感器,并进行少量外部接口扩展,保证了数据通信的实时性和可靠性,实现了小型无人机的自主控制。实验结果表明:该系统成本低、体积小、功率小,可为小型无人机的设计与应用提供参考。     

MiniPilot2812自动驾驶仪的设计研究

以两片TMS320F2812分别为导航计算机和控制计算机,设计研制了MiniPilot2812自动驾驶仪。该自动驾驶仪采用PID控制方式稳定飞行器姿态和操作飞行器;采用GPS/INS组合导航保持飞行器自主飞行;并通过无线数据传输与地面站之间信息的交换实现实时控制和参数调节。经过大量调试试验和飞行测试表明:MiniPilot2812自动驾驶仪可基本满足飞行的要求。     

折叠式共轴反桨无人机飞行控制技术研究

针对折叠式共轴反桨无人机的飞行控制问题,提出一种用于位置和姿态的反馈控制系统的反步滑模控制 算法。通过对无人机飞行状态进行分析,建立无人机的动力学模型,采用反步滑模控制算法设计折叠式共轴双旋翼 无人机的姿态和位置控制算法,并研发试验样机进行飞行测试实验。实验结果表明：对比传统串级比例-积分-微分 (proportional integral derivative,PID)控制算法,所提出的位置和姿态对反步滑模控制算法能有效地提高飞行稳定性。     

无人机控制与导航系统故障分析及备件优化

针对某型无人机控制与导航系统的类型和特点,设计一种无人机控制与导航系统最优维修策略。利用故障树构建系统的故障模型,计算系统发生故障的概率,分析了各部件的重要度;建立航材备件数量的优化模型,得到了控制与导航系统航材备件的最优配置数量。该策略为控制与导航系统的维修提供了决策依据。