无人机着陆滑跑数学模型与纠偏控制

针对地面滑跑状态下的无人机滑跑纠偏的控制问题,提出采用方向舵偏转、主轮差动刹车和前轮转向的联合纠偏控制方案和控制结构;通过纠偏控制分配,将多输入单输出无人机滑跑纠偏系统等效为具有单一虚拟纠偏舵面的单输入单输出系统,从而直接采用经典控制理论设计滑跑纠偏控制律参数;全面分析了无人机地面滑跑中所受地面力及力矩,同时考虑气动力及力矩,根据刚体动力学和运动学理论建立了全面反映无人机滑跑运动特性的无人机模型,并据此得到滑跑过程小扰动线性模型。以某无人机为算例,进行地面滑跑建模及分析。仿真结果表明,纠偏控制方案可实现全程滑跑纠偏的有效控制。     

基于单片机通信的飞机模型

本文通过分析无人机飞行控制系统的工作原理以及功能需求,给出了基于IAP15L2K61S2单片机的无人机飞行控制系统模型。该模型具有上升下降、前进后退、左右反向、自动起飞、自动着陆、悬停和小速度飞行等功能。     

我国首次一键控制5架无人机实施电力巡检

正23日从中国国家电网青海省公司获悉,22日,在西宁市330千伏月石Ⅱ线下方,巡检人员摁下遥控器启动按钮,5架无人机同时起飞升空,按照预定轨迹对5基铁塔分别进行巡视。一键启动多架无人机,无需人工手动操控,自主智能开展线路巡视,这是中国电力系统内首次利用一键控制5架无人机新技术开展输电线路巡检。无人机集群自主巡检是利用物联网、人工智能、大数据分析、云计算等前沿技术,通过逻辑指令一键实现多架无人机同时自动开展巡检的一项多机多任务协同作业的创新实践。无需遥控器操控,巡检人员在地面操作台发出启动指令后,     

基于无人机混编机场的架空线路自动巡检

无人机电力巡检应用快速发展,但在丘陵山地等人员不便到达或通视受限区域,无人机作业效能受到限制.为解决机巡作业在丘陵山地的适应性问题,研究目前典型多旋翼无人机的实时动态载波相位差分技术实现方法,针对地面自动机场难以保障完整线路自动巡检的实际困难,提出了驻塔机场和变电站地面机场编组实现架空线路精细化自动巡检的技术方法.该方法考虑了无人机航程航时、实时动态载波相位差分信号、最大遥控距离等技术现状,相比单纯地面自动机场能以相对少量的机场投入,扩大无人机自动巡检的实际适用范围.     

基于多旋翼无人机固定机巢自动巡检输电线路的控制技术研究

针对传统无人机在电力输电线路巡检中自动化程度不高的问题,提出了多旋翼无人机固定机巢自动巡检输电线路的控制技术。对串级位置PID控制器、自动起飞设计、航线飞行规划、自动返航降落设计等控制技术进行了重点阐述,最后成功应用于电力输电线路巡检中,有效降低了巡线人员的工作强度,实现了输电线路的全自动智能化巡检。     

输电线路走廊自主巡检无人机控制逻辑设计

为了研究无人机在输电线路走廊巡检的应用,以小型固定翼无人机为研究对象,根据巡检任务要求,提出了一种基于全球定位系统(global positioning system,GPS)导航的输电线路走廊自主巡检无人机控制逻辑。首先结合输电线路走廊巡检环境,搭建无人机的6自由度非线性模型,并对其控制律进行研究;然后使用Stateflow模块仿真模拟巡检阶段和返航复检阶段的控制逻辑,实现巡检过程中无人机多模态之间的转换。仿真结果显示,无人机能够跟随巡检管理器给出的指令并完成指定的巡检任务,验证了无人机控制逻辑的合理性和有效性。     

无人机舵机HIL仿真方法研究

为简化编程及优化控制律,介绍了一种无人机舵机的HIL实时仿真方法.详细设计了系统硬件,构建了基于Simulink的舵机控制系统HIL仿真模型,可实时在线调整模型参数及监视仿真数据,实现了舵机的位置随动控制.实验结果表明,系统具有较好的实时性,能够较全面验证舵机控制软件的可靠性,加快了舵机及无人机的研制.     

低速无人机自主着陆控制技术研究

针对无人机自主着陆问题,给出了无人机自主着陆控制系统结构,分别设计了着陆段纵向控制回路和横侧向控制回路的控制律,提出了一种基于待飞距离的无人机着陆轨迹,将着陆轨迹划分为四个阶段：进场飞行段、直线下滑段、指数拉平段以及跑道滑行段,并针对各个飞行阶段分别给出了纵向轨迹方程。在MATLAB环境下对某低速无人机着陆段控制进行仿真,仿真结果表明：本文提出的基于待飞距离的无人机着陆轨迹和针对该着陆轨迹设计的控制律,能够有效地实现无人机安全平稳着陆,符合预定的指标要求。     

无人机应急着陆控制技术研究

本文以工程应用为背景，以某型无人机为研究对象，研究发动机停车后，无人机应急返回机场着陆的策略和措施。将无人机应急返场的过程划分为若干阶段，提出了各阶段的控制目标；根据控制目标，研究了纵横向的能量管理策略，确保控制品质；针对提出的控制策略以及各段的控制要求，设计完成了无人机应急返场的控制律。最后，对无人机应急着陆进行仿真验证，仿真结果表明了本文提出的应急着陆控制策略、控制逻辑以及控制律的有效性和正确性。     

荷兰公司研发系留无人机发电技术

<正>位于海牙的Ampyx动力公司正在研究利用系留固定翼无人机来驱动一个地面发电机。Ampyx公司新设计的AP3双尾撑无人机采用了更精确的传感器和生命周期更长的机载系统,具有250kW的发电能力。AP3翼展达12m。双尾撑设计使无人机的系留电缆可系于靠近飞机重心的地方。无人机的起飞通过电动弹射器实现,飞机的回收系统使无人     

鸭式布局无人机直接升力控制系统设计

传统固定翼无人机纵向控制系统的耦合度较高,这是由于升力的改变必须通过机体姿态变化得到。本文根据某鸭式布局无人机模型设计了经典直接升力控制律,实现了飞机飞行轨迹和姿态之间的稳态解耦,提高了高度控制通道的动态响应,并且采用副翼同时同向偏转的方式提供了更大的直接升力,获得更快的纵向系统响应。提出了采用显模型跟踪解耦系统设计无人机直接升力控制系统方案,实现纵向位置控制和姿态控制动态解耦,仿真结果表明,本文设计的显模型跟踪解耦系统解耦性能较高,并且对于气动参数摄动具有较强的鲁棒性,位置控制和姿态控制的动态性能良好。     

5G+无人机风电智能巡检系统设计

<正>5G+无人机风电智能巡检系统采用智能无人机、5G、人工智能、物联网、图像识别、智能导航等技术,为风机巡检提供了一种高效的解决方案,实现风机叶片和塔筒100%全自动巡检。巡检过程无需提前规划航线,叶片无需停放倒Y位置,无人机支持一键起飞,在塔筒正上方通过分析叶片和塔筒的角度自动生成航线,20分钟即可完成3条叶片的巡检任务。巡检过程无需专业飞手,无人机自主飞行,AI自动识别风机缺陷,并支持自动生成巡检报告。     

基于无线携能传输和多级边缘卸载的空地协作巡检算法

变电站采用智能机器人和无人机可实现高效、自动设备巡检。地面机器人在地上和室内近距离巡检方面具有优势;无人机更加灵活,巡检范围和效率更大,但是易受供能等限制。为了充分发挥空地联合巡检的优势,文章提出一种基于无线携能传输和多级边缘卸载的地面机器人和无人机协作巡检算法。首先针对典型变电站场景,给出各级设备在本地计算和卸载时的能耗、速率和时延计算方法,并建立无线携能传输和无人机中继条件下的多级任务卸载模型。接着兼顾时延和能耗要求,将最优化巡检问题描述为马尔科夫决策过程,提出一种基于Q-Learning的最佳任务卸载算法。仿真对比验证了论文算法的有效性与可靠性,通过灵活的卸载算法可实现系统综合性能最大化。     

变电站无人机自主巡检应用研究

目前随着电网规模的不断扩大,变电站数量与日俱增,站内高空设备因存在巡视盲区而导致其缺陷隐患十分隐蔽,此类缺陷所占比例日渐增高,给变电站安全稳定运行带来新的安全风险.而无人机具有飞行高度较高、视角广阔等特点,可以消除巡检死角,及时发现缺陷,因此进行变电站无人机巡检航线规划典型策略研究,通过建立变电站高精度激光点云模型,研究变电站巡检航线规划策略,自动生成变电站无人机巡检航线,并结合无人机飞行控制系统,完成一键起飞、自主巡航,定点拍摄、巡检图像回传等功能,实现变电站无人机自主巡检,提高巡检效率及安全性,为变电站安全运行保驾护航.     

无人机自动避障技术在输电线路巡检中的应用

基于无人机技术在输电线路巡检中的广泛应用,重点研究如何实现多旋翼无人机自主避障功能。若无人机在飞行过程中对遇到的各类障碍物能够提前预判,并能自动规避,将大幅度提高无人机在线路巡检的安全性。设计在无人机信号输入端与飞控模块之间增加自动避障模块,功能为实时检测无人机与障碍物间的距离并将相关信息反馈给飞行控制模块,系统根据测距结果重构出飞行控制信号,在不改变无人机软硬件的情况下,达到精准避障的效果。研究的自动避障技术从Arduino平台、超声波测距、电源模块、Arduino UNO与飞控接口等方面入手,降低无人机避障模块的开发成本与设计风险,相较于其他避障方式减少了测量和判断时间,实时避障性能较好,具备功耗低、价格低廉、距离信息感知效果好的优点。     

基于神经网络的指令驾驶系统设计

针对某型飞机的高度保持工作方式,依据BP神经网络良好的函数逼近功能,提出了一种基于神经网络的指令驾驶系统控制律设计方法。对控制律采用神经网络建模,并借助于自动驾驶仪系统在各种工作状态下的数据对神经网络进行训练,在不同飞行状态点建立了一个指令驾驶系统控制律的神经网络模型。人机闭环系统仿真结果表明,基于神经网络的指令驾驶系统控制律可以实现预定的高度保持飞行控制任务。     

基于多旋翼无人机的电力巡线飞控系统研究与实现

为解决目前贵州电网所开展的无人机可见光摄影巡线工作中存在的效率慢、自动化水平低等问题,本文结合摄影测量学原理,针对无人机在电力巡线作业中特殊的飞行需求,基于飞控SDK二次开发平台,设计出一套无人机智能电力巡线飞行控制系统。本文将从电力巡线飞控系统设计、电力巡线航线设计原理、基于飞控SDK的开发原理以及飞行控制重要功能实现四个方面,重点分析新型无人机飞行控制系统在电力巡线树障巡检外业数据采集作业中的工作原理和流程,详细介绍电力巡线航飞轨迹的敷设方法、照片重叠度、地面分辨率和相对航高的设计原理,以及变高飞行、坐标更新和就近点起飞等重要功能在SDK二次开发的具体实现,并结合一线巡检班组的实验数据,阐述其在实践中的具体应用。     

基于随机几何的输电场景中无人机信道建模

为了准确描述输电环境中巡检无人机与地面基站之间无线信道,采用随机几何建模法,提出一种基于随机几何的三维信道模型。在该模型中考虑输电线路环境中塔杆,输电线的影响,采用水平圆柱体描述输电设备和周围环境的散射体分布情况,为了防止输电线路产生的电磁场影响无人机巡检作业安全,在模型中设置安全飞行区域,保证巡检安全。针对提出的信道模型,推导并分析了了空-时相关函数,多普勒功率谱密度,电平交叉率和平均衰落时间等信道统计特性。研究了散射体分布情况,无人机运动状态对信道统计特性的影响。仿真结果表明,无人机运动速度大小、飞行方向,散射体分布情况对信道影响显著。理论结果和仿真结果吻合良好,验证了所提模型的正确性和有效性,可以为输电线路场景下巡检无人机与地面基站之间的无线通信系统设计提供理论参考。     

基于观测器的无人机编队自适应容错控制

针对多无人机编队飞行中的僚机故障问题,设计了一种基于观测器的自适应容错控制方法。首先,基于领导跟随法建立了无人机编队模型及僚机故障的编队模型,并将其划分为位置子系统与偏航角子系统。其次,基于观测器技术对位置子系统中的状态和故障进行观测,并结合观测的状态和故障信息构造状态反馈控制律;然后,基于自适应方法给出偏航角子系统的控制设计方案,并用Lyapunov理论证明系统跟踪误差最终有界收敛。通过仿真,本文算法在发生故障后对系统的完全跟踪时间和稳态误差分别比基于鲁棒故障估计的方法最大降低了76%和70.3%,并且均比传统观测器的方法明显减少较大,证明了本文算法能更好的克服偏差故障带来的不利影响,有效实现四旋翼无人机群的编队飞行。     

大型无人直升机电力线路全自动巡检技术及应用

大型无人直升机电力线路巡检存在环境适应性差、智能化程度低、多学科交叉难度大等问题,现阶段无人直升机巡检主要依赖于人工地面操作,为了提高巡检效率和安全性,研究大型无人机全自动巡检技术具有重大意义。提出了大型无人机全自动巡检概念,分析了无人机全自动巡检的必要性,论述了实现复杂环境下大型无人机超低空、超视距安全巡检涉及的关键技术,包括实时差分定位、无人机中继通信、自主避障、高精度位姿测量、吊舱自动追踪、飞行计划和航迹规划、任务规划和任务控制等,并将大型无人直升机全自动巡检技术首次应用于我国电网输电线路巡检,巡检结果验证了大型无人机全自动巡检技术的有效性和先进性。大型无人机全自动巡检建立了一种高效、智能、全新的电力巡检模式,该项技术的发展进步对提高我国电网输电线路智能化巡检水平具有显著促进作用。