四旋翼无人机仿真控制系统设计

为了实现四旋翼无人机的自稳定控制,对四旋翼无人机进行了动力学建模与控制。在建模时利用机理建模和实验实测相结合的方法,建立小型四旋翼飞行器的动力学仿真模型;并通过准LPV法将非线性模型线性化,在飞行器模型解耦的4个通道上分别设计PID控制器,且在Matlab/Simulink平台上对系统整体进行仿真。仿真结果表明,该动力学模型和PID控制器可以有效地实现飞行器的自稳定控制,为后续的四旋翼飞行器的控制研究打下基础。     

四旋翼无人机新工科人才培养的教学探索

近年来无人机技术及市场发展迅速,年复合增速达60%呈井喷式增长,导致各行业对无人机技术人才产生巨大需求。针对无人机技术人才短缺,提出一种“一论二仿三实践”的无人机新教学体系,探索新工科背景下四旋翼无人机综合性实践人才培养机制。通过以四旋翼无人机应用的理论知识为基础,学生自主搭建无人机数字仿真平台,小组形式实操四旋翼无人机飞行等教学活动,形成一套“1+1+1>3”的新教学模式。     

四旋翼无人机新工科人才培养的教学探索

近年来无人机技术及市场发展迅速,年复合增速达60%呈井喷式增长,导致各行业对无人机技术人才产生巨大需求。针对无人机技术人才短缺,提出一种“一论二仿三实践”的无人机新教学体系,探索新工科背景下四旋翼无人机综合性实践人才培养机制。通过以四旋翼无人机应用的理论知识为基础,学生自主搭建无人机数字仿真平台,小组形式实操四旋翼无人机飞行等教学活动,形成一套“1+1+1>3”的新教学模式。     

利用飞控特征的四旋翼无人机雷达回波信号仿真

针对现有旋翼无人机雷达回波信号仿真方法未将密切相关的机身速度与旋翼转速相关联的问题,本文利用旋翼无人机的飞控特征,提出了一种将机身运动与旋翼转速相结合的四旋翼无人机雷达回波信号仿真方法.首先根据雷达回波仿真所需参数利用四旋翼无人机飞控原理给出一种机身速度与旋翼转速关联的简化运动模型,其次推导并给出线性调频体制雷达四旋翼...     

四旋翼无人机设计与滑模控制仿真

随着近些年自然灾害的频繁发生,四旋翼飞行器搜救设备得到越来越广泛的应用。首先介绍四旋翼飞行系统的总体设计架构,然后针对地面坐标系与集体坐标系建立了四轴飞行器的动态模型,同时为得到良好的响应速度、控制稳定度与鲁棒性,应用滑模变结构控制理论设计了飞行器的控制算法。最后通过仿真数据对相同条件下的PID控制器与该控制器对比,证明该控制器的强鲁棒性和控制稳定性满足项目任务需求。     

四旋翼无人机轨迹跟踪控制系统设计

针对四旋翼无人机参数不确定性和对外部干扰敏感的问题,提出一种基于线性自抗扰的轨迹跟踪控制系统设计方案。线性自抗扰能够很好地克服无人机的强耦合性、模型不确定性以及外部干扰问题。将四旋翼无人机的轨迹跟踪控制系统分为内外两个环路,内环采用线性自抗扰控制器,外环采用简单的PD控制器。在仿真平台上对线性自抗扰控制系统进行轨迹跟踪实验,并与传统的PID控制系统进行对比分析。通过仿真实验证明,所设计的线性自抗扰控制器不仅能够很好地估计并补偿系统所受内外部干扰,而且对四旋翼无人机参数的不确定性具有较强的鲁棒性,能够满足无人机姿态调节快速和高稳定度的控制要求,性能指标明显优于PID控制器。     

基于线性滤波器的四旋翼无人机强化学习控制策略

针对四旋翼无人机(UAVs)系统,该文提出一种基于线性降阶滤波器的深度强化学习(RL)策略,进而设计了一种新型的智能控制方法,有效地提高了旋翼无人机对外界干扰和未建模动态的鲁棒性。首先,基于线性降阶滤波技术,设计了维数更少的滤波器变量作为深度网络的输入,减小了策略的探索空间,提高了策略的探索效率。在此基础上,为了增强策略对稳态误差的感知,该文结合滤波器变量和积分项,设计集总误差作为策略的新输入,提高了旋翼无人机的定位精度。该文的新颖之处在于,首次提出一种基于线性滤波器的深度强化学习策略,有效地消除了未知干扰和未建模动态对四旋翼无人机控制系统的影响,提高了系统的定位精度。对比实验结果表明,该方法能显著地提升旋翼无人机的定位精度和对干扰的鲁棒性。     

小型四旋翼无人机空气质量监测仪设计

及时有效地获取空气质量数据是大气环境保护的前提和基础。针对现有固定点监测手段空间覆盖度不足、成本高、灵活性差等问题,设计一种基于小型四旋翼无人机为飞行平台,Arduino UNO开发板外接MG811,DSM501A,DHT11,MQ-7传感器为硬件平台,Arduino IDE编译器为软件平台的监测仪。采用接触式周期采样方法获取环境数据模拟值,建立与传感器灵敏度关系,使用Matlab中CURVE FITTING TOOL对传感器灵敏度与被测物浓度关系进行拟合分析。拟合后,可决系数大于0.98,方差小于0.1。该自主设计的监测仪具有成本低、易操作、灵活方便的优点,并可扩展其他类型传感器以满足不同的测量环境要求。     

四旋翼无人机飞行控制系统设计研究

根据模块化思想分别对四旋翼无人机[1]硬件系统的控制器模块、传感器模块、电源模块、执行机构模块以及遥控器模块[2-3]进行了详细的阐述,并给出了相应的电路设计。根据硬件系统所需的要求设计了飞行控制系统软件方案总体流程图,最后根据图形化语言LabVIEW设计了一套基于四旋翼无人机飞行控制系统的显示界面用来实时采集四旋翼无人机飞行器姿态角的数据[4],通过转台实验分析证明,文中所设计四旋翼无人机飞行控制系统满足最初预期效果,为进一步研究奠定了理论基础。     

具有超视距巡航的四旋翼无人机研制

本文以四旋翼作为飞行平台,用arduino mege 2560单片机,三轴陀螺仪MUP6000,三轴加速度仪MUP6000,高精度数字空气压力传感器MS5611,三轴磁力计,高精度6M-GPS,3DR RADIO与无人机实时通信,实现对无人机姿态的控制和地理坐标的检控。以APM无人机开源程序为基础,修改程序代码,依靠三轴陀螺仪和三轴加速度仪对无人机的姿态进行修正,利用GPS和气压高度计的信号对无人机的航向、位置进行修正,使无人机的飞行姿态更加稳定。实际测试表明：该无人机具有一键返航、一键定高、预先设置航点飞行、地面站实时监控和超视距巡航等功能,能够用于航拍航测等领域。     

基于FlightGear飞行仿真软件数据的采集与处理

介绍了FlightGear飞行模拟软件的总体结构、各模块之间的关系和运行流程。通过FlightGear启动时载入预先设置好的XML配置文档,实现了对模拟飞行数据的读取和保存,并建立数据评价模块对采集的数据进行处理,按照一定规则计算出模拟飞行的成绩。通过采集到的飞行数据计算出的飞行成绩,可以帮组辅助评估飞行模拟训练的质量和飞行考核,具有实用价值。     

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。     

基于超宽带的无人机通信链路设计

无人机组网作战是未来的发展趋势,无人机之间有效可靠的实时通信是实现其协同作战的前提和基础。由于超宽带通信技术具有良好的低检测概率和低截获概率特性、系统复杂度低和耗电量小等优点,将其应用在无人机通信链路上是一个很好的选择。文章紧密结合无人机通信的需求,设计了一个无人机超宽带通信链路,包括调制方式、中心频率、跳时序列、发射功率、帧长、每比特的脉冲数和信息速率等,为脉冲无线电技术在未来军事通信中的应用提供了参考。     

基于VPX架构的无人机测控终端综合化开放平台技术

通过对无人机互通互联互操作等通用化测控系统的研究,提出了基于VPX架构的无人机测控终端综合化开放平台技术,通过采用标准化、通用化硬件模块,软件设计统一规范和标准,嵌入第三方软件,实现任务功能协同开发.该技术可以支持陆态、海态、陆海态等多种不同体制平台任务的任意加载,为实现地面站与地面站、地面站与舰面站、舰面站与舰面站之...     

无人机对IMSE通信干扰仿真研究

基于高层体系结构（HLA）技术,设计了无人机对改进型移动用户设备（IMSE）通信干扰仿真系统,利用该仿真系统进行了仿真,得出了无人机采用不同飞行高度进行通信干扰时IMSE网络性能的指标参数,为研究无人机对IMSE实施通信干扰效果提供了一种有效的方法。     

基于网络的无人机仿真设备通信研究

根据实时仿真要求,合理选择通信方式,通信模块,设计合理通信协议、串口或网络是解决实时通信的关键。文中主要使用带有TCP／IP协议包的实时操作系统RTIP,同时安装以太网网卡驱动,实现了通信协议的裁减和优化。     

一种无人机载小型SAR发射机的设计

无人机载雷达有更严格的体积、重量要求,另外,受载机供电限制,雷达主功率设备的效率也是重要指标,在保证发射机高频谱纯度和可靠性的同时,也要综合考虑上述因素.文中介绍了某无人机载小型SAR发射机设计的几点要求,针对各个重要组件工作原理作了详细论述,最后给出了理论计算、仿真与实际测试结果,证明该发射机满足无人机载小型SAR的带宽、功率、平坦度等指标,具有较高频谱纯度和可靠性.     

基于预测控制方法的UAV视觉编队飞行控制律设计

传统的无人飞行器(UAV)视觉编队控制律考虑约束的能力不足,制约了其工程实际应用。针对不足,基于预测控制方法设计了一种能够显式考虑约束的视觉编队控制律,该控制律通过滚动求解有限时域优化问题得到跟随飞行器(follower)的控制输入。利用相对距离变化率和视线方位角变化率预测值与实测值的偏差信息,提出了领航飞行器(leader)加速度的在线估计算法。仿真结果表明,所设计的编队控制律能够控制follower飞行器快速跟随leader飞行器形成期望的编队,所提出的leader飞行器加速度估计方法可行,具有较小的估计误差。     

UAV deployment and caching scheme based on user preference prediction

In order to design an efficient edge caching policy considering spatial heterogeneity and temporal fluctuations of users’ content requests,a proactive caching scheme was proposed with UAV’s deployment location design based on user preference prediction.Firstly,each user’s preference characteristics were predicted based on file similarity and user similarity,and the request time and user location were also predicted when a content request occurs.Thereafter,on the basis of the predicted geographical location,request time and user preference,each UAV’s deployment location and the corresponding content placement were determined by virtue of clustering method based on SOM and AGNES.Simulation results show that the proposed scheme outperforms other three comparison schemes in terms of hit ratio and transmission delay.Furthermore,the results also reveal that content preference is correlated with different user features by different weights.Accordingly,different impact weights should be matched with different user features.