雨刮电机在无人飞艇涵道控制系统中的应用

将雨刮电机作为驱动机构,设计相应控制电路,组成一种新的飞艇涵道驱动设备,可用来驱动中小型无人飞艇涵道的偏转,从而确保无人飞艇起飞和降落的安全。经多种无人飞艇使用表明,该驱动设备具有控制简单、重量轻、体积小和成本低廉等特点。     

可倾转涵道风扇在飞行器中的应用

本文将可倾转涵道风扇应用到飞行器上,解决了美国V-22鱼鹰所存在的一些问题。同时四涵道风扇的设计使飞行器具有垂直起降、空中悬停和以固定翼方式巡航的能力。     

涵道风扇在无人飞艇压力调节系统中的应用

将涵道风扇作为一种充气设备,配置相应的控制电路,就可用来对中小型无人飞艇副气囊进行充气,以解决无人飞艇传统压力调节系统风机风量小和价格昂贵等需求矛盾。这种充气设备经多种无人飞艇型号实际应用,具有风量大、重量轻、体积小和价格便宜等优点。     

无人飞行器编队队形控制研究

针对无人飞行器编队队形控制,首先建立基于航迹坐标系的无人飞行器编队相对运动模型,解决了速度坐标系中存在的不可控点的缺陷;接着进行无人飞行器编队队形保持的预测控制结构设计,通过建立相对运动的非线性预测模型,设计相应的性能指标,采用数值计算和解析相结合的方法,用最速下降法来滚动优化二次型性能指标,完成了无人飞行器编队控制器...     

基于FGA的无人飞行器温度巡检装置的设计

针对无人飞行器高空飞行时机翼前缘等关键部位出现的结冰问题,本文设计了一种基于FPCA的无人飞行器温度巡检装置,利用FPGA并结合铂电阻传感器PT100实现对无人机各部分尤其是机翼前缘等关键部位的温度巡检,开发了基于VHDL语言的软件系统,当出现结冰现象时采用加热方式主动融冰。无人飞行器温度巡检装置检测速度快,精度高,拉温准确,有效解决了无人飞行器高空飞行时的结冰问题。     

高空无人飞行器运维管理系统的设计与实现

本文是基于一套实际应用于高空无人飞行器的运维管理系统进行阐述,该系统针对某高空无人飞行器的使用特点进行了需求分析、系统设计和架构实现,介绍了系统各项功能要求以及所选用的框架,可以作为面向高空无人飞行器的研制依据,有效提高无人飞行器的运维效率和服务水平,保证其可靠稳定运行。     

无人飞行器自主降落区识别方法研究

为实现无人飞行器的自主降落,针对降落平坦区域包含特征较少、且分布没规律、形状各异等特点,本文设计了一种基于点云几何特征的快速点云分块和平坦区识别方法。该方法通过无人飞行器上的相机获取二维图像,并使用多视角立体三维重建技术获得场景三维点云,提出了以空间距离作为平滑项、以点在Z方向上的高度作为相似项的三维点云滤波算法对三维点云滤波,设计了基于点云法线和曲率的聚类分块对点云进行区域划分,然后改进RANSAC算法拟合点云平面,筛选出无人飞行器飞经场景的平坦区,并最终确定出无人飞行器的最佳降落区。最后,用本文所设计方法对戈壁人工沟壑、戈壁自然沟壑和小区花园等实拍场景图像进行降落区识别,实测结果显示识别出的区域地形起伏均小于0.125m@m~2,满足无人飞行器降落要求。     

基于ARM处理器的无人飞行器飞控导航系统一体化设计

为实现无人飞行器飞控导航系统功耗低、体积小、低成本、高集成度等目标,提出一种基于ARM架构STM32F405微处理器和MEMS传感器芯片的无人飞行器飞控导航一体化控制系统设计方案。详细介绍了控制系统的原理、组成以及软硬件设计过程,并引入非线性鲁棒控制算法以提高控制系统的精度及抗干扰能力。仿真结果表明,采用非线性鲁棒控制算法的控制系统性能稳定,并且具有控制精度良好、鲁棒性较强等特点。     

面向协同突防的无人飞行器自动编队控制

对无人飞行器编队协同干扰式突防问题进行了描述。基于有限状态机设计了管理编队协同突防中离散事件的编队管理器, 负责接收外部指令、参考点位置、邻居状态以及无人飞行器自身的状态, 并对编队控制律进行切换, 对编队协同干扰突防进行分析并确定了自动编队控制的流程。仿真结果表明, 所设计的编队管理器能够根据各离散事件自动切换编队控制律, 完成编队队形保持与重构之间的转换; 实时解算的期望位置满足协同干扰突防所要求的编队构型约束条件, 所提出的方法是可行、有效的。     

一种无人飞行器监控数据预处理方法

阐述了对无人飞行器进行监控的必要性和重要意义,设计了一种无人飞行器监控数据预处理流程。首先采用空间对准算法将各传感器数据统一到空管系统坐标系下。然后根据无人飞行器的运动特点提出了基于改进“当前”统计模型的自适应卡尔曼目标滤波算法对航迹数据进行平滑滤波,该算法根据滤波新息的变化自适应调整机动频率,仿真表明改进后的算法能够实现对目标更为精确的跟踪。之后对航迹数据中的野值进行了判别和剔除。最后规范统一了各传感器的数据帧格式,实现了对监控数据进行预处理的目的。     

某无人机飞控系统半实物仿真平台设计

介绍了某型无人机飞控系统半实物仿真平台的总体功能,阐述了该平台的硬件选型原则、选型方案、基本功能及自制部件的设计过程,对各分系统仿真软件设计框架进行了描述。最后,通过实际仿真对平台的设计功能进行了验证。该平台也可用于对无人机飞行品质的仿真评估,以及无人机指挥操控人员的日常模拟训练。     

四旋翼无人机块控反步姿态控制器设计

针对四旋翼无人机的姿态控制问题,设计了一种基于块控反步法的姿态控制器。建立了四旋翼无人机完整的姿态运动模型,包括姿态动力学模型和空气动力学模型,并将其转化为多输入多输出非线性系统的状态空间方程。在介绍块控反步控制器的基础上,给出了积分反步姿态控制器的设计过程。将滤波器引入控制器设计中,解决了对虚拟控制律求导所产生的"计算膨胀"问题。对控制系统的Lyapunov稳定性分析表明,所设计的控制系统是稳定且指数收敛的。仿真结果表明所设计的控制器具有良好的跟踪能力和较强的鲁棒性。     

小型无人机飞控计算机设计

为了解决小型无人机对飞控计算机小型化和高精度要求的问题,设计以DSP为核心的主控模块,采用大规模逻辑器件CPLD进行地址译码,完成逻辑处理及隔离、驱动功能,配合接口芯片28C94和AD／DA转换芯片设计接口模块、数据采集模块及舵机驱动模块。基于模块化设计的机载飞控计算机具有体积小,功耗低,精度高的特点。系统集成试验和共计15h的验证飞行试验表明,该计算机处理数据的实时性满足5ms数据采集、20ms控制律解算的要求,其输出精度满足控制系统舵机驱动0．01V的要求,总体性能满足验证无人机系统的要求。     

无人机控制站通用软件平台设计

针对无人机控制站难以与多型无人机互联互通的问题，从通用控制软件的角度开展研究，分析了设计需求，提出了一种采用平台+插件的软件架构，并分析了软件架构、基于XML技术的帧格式信号和参数信息描述、动态报文解析和组包、软件界面定制等关键技术。在车载控制站和便携控制站的工程验证表明，所提解决方案实现了对多型无人机的控制，具有良好的通用性、扩展性，并支持用户自定义对外通信协议和人机交互功能、界面。     

无人机航空遥感平台机载作业控制系统设计

无人机相比较卫星和载人航空飞机遥感平台而言,具有成本低、灵活性高的特点。为了满足科学遥感实验、完成遥感作业任务、协调无人机电子吊舱中多组件工作、控制遥感影像传感器姿态,系统以AT89S52为主控芯片,扩展多路串口及USB接口以实现系统与外围设备的通信,同时设计了相机驱动模块及三自由度步进电机驱动模块。通过无人机航空遥感实验证明该系统能够满足遥感实验要求。     

Design and implementation of a hardware-in-the-loop simulation system for small-scale UAV helicopters

We present in the paper the design of a hardware-in-the-loop simulation framework and its actual implementation on our custom constructed unmanned-aerial-vehicle (UAV) helicopter systems. Real-time hardware-in-the-loop simulation is one of the most effective methods for the verification of the overall control performance and safety of the UAVs before conducting actual flight tests. In our proposed framework, four modules, which include onboard hardware, flight control, ground station and software, are integrated together to realize the hardware-in-the-loop simulation. This design is successfully utilized for simulating several flight tests including basic flight motions, full-envelope flight and multiple UAV formation flight. Results obtained show that the constructed hardware-in-the-loop simulation system is highly effective and useful.     

一种基于长码扩频技术的无人机遥控链路实现

为了满足无人机遥控链路远距离、高动态、强抗干扰能力的军事通信需求,设计了基于长码直接序列扩频技术的FPGA实现方案.该方案采用了一种基于FFT算法的快速伪码捕获方法,将传统的伪码相位与多普勒频移二维搜索过程简化为两者同时捕获的一维搜索过程.经过硬件实现与测试,该方案可有效减少硬件资源消耗,同时缩短捕获时间.     

基于自适应模糊理论的某型无人机起飞控制方法

基于合理简化的无人机纵向模型,设计了一种自适应模糊控制器,该控制器将Takagi-Sugeno模糊系统与等效控制器相结合,以增强系统的鲁棒性.只要求预先知道系统的相对阶以及未知函数的上下界即可,不需要精确的数学模型.Lyapunov合成方法证明了跟踪误差能趋近于零且其余的控制信号均有界.最后,结合优先级按比例分配的控制分配器,给出了存在扰动情况下飞行控制系统的仿真结果,表明即使在模型部分未知的情况下,该系统仍然能够达到飞行控制的指标性能和品质要求,验证了该方法的有效性.     

多旋翼无人机的嵌入式自主飞行控制系统设计的研究

本文在分析研究中,以多旋翼无人机作为研究对象,按照多旋翼无人机所在实际操作过程中所具有的特征,对于嵌入式自主飞行控制系统进行设计研究,让多种类别多旋翼无人机在实际飞行过程中,能够被嵌入式自主飞行控制系统所管理.     

十字翼布局无人机半实物仿真系统设计

针对十字翼布局无人机飞行控制系统,设计该无人机半实物仿真系统,阐述了该系统的组成、原理,并介绍了仿真软件。通过对十字翼布局无人机飞行控制系统半实物仿真结果的分析和研究,验证了PID控制律能有效地控制十字翼布局无人机悬停阶段的姿态角和高度。结果表明仿真系统为自动驾驶仪的测试评估提供了平台和依据。