小型无人机航拍初探之增稳云台浅析

本文描述了小型无人机航拍在电视领域的应用前景，而保证拍摄高清晰度画面的关键性技术来自于拍摄系统的稳定性。本文分析了航拍摄录设备抖动的来源和规律，并提出了解决方法。通过对自动控制理论的分析，结合现有技术的实践，提出稳定控制算法的改进建议。     

纵向增稳系统控制律设计及仿真

以某型机为例通过动力学分析建立了纵向小扰动数学模型,采用经典控制理论对纵向增稳系统控制律进行设计,最后通过MATLAB/SIMULINK软件对所设计的控制律进行仿真,从而验证增稳系统的有效性。     

线性自抗扰的增稳云台控制系统研究与实现

增稳云台是维持摄像头稳定并获得清晰图像的重要装置。文中提出一种LADRC线性自抗扰控制算法与FOC矢量控制算法相结合的方法,并将其应用于增稳云台系统中,提高增稳云台的控制精度、稳定性与抗干扰能力。其次,对无人系统增稳云台的硬件和软件进行设计,搭建测试实验平台。测试结果表明,所设计的控制系统运行良好,对阶跃控制命令的上升时间在0.3 s以内,在17.5 m/s的风速环境下,三轴角度的变化范围在0.15°以内,可达到预期目标。     

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。     

无人机舵机控制系统的硬件设计与实现

无人机舵机是由直流电机、舵机控制器、多个传感器和必要的机械支撑机构组成的一套自动控制系统。作为飞行控制中心和舵机之间的信息连接桥梁,它能够通过人工在线编程,实现对无人飞行器多级的伺服控制,具有制作成本低、性能高、安全稳定等优点。文章首先对无人机舵机控制系统进行了简单概述,随后对控制系统中各个部分的硬件组成进行了详细介绍,最后通过系统的软件设计,对其功能的实现进行了分析。     

平流层飞艇特征结构配置增稳设计

对飞艇非线性六自由度模型进行线性化,得到了飞艇的状态方程,并将其分为纵向和侧向两组.以飞艇非线性模型为基础对飞艇自然特性进行了分析,对飞艇的纵向运动及侧向运动的稳定性进行了分析仿真.运用基于线性矩阵不等式（LMI）的特征结构配置方法对平流层飞艇进行增稳控制律设计,不仅实现了特征值的配置,同时确定闭环系统特征值对应的特征向量和广义特征向量.     

小型无人机飞行控制器硬件设计

从飞行控制系统设计的角度出发,介绍了基于AT91RM9200的小型化高性能无人机飞行控制器的硬件设计,并对设计中的关键软件技术进行了研究。该飞行控制器采用了优势突出的ARM—Linux嵌入式设计方案,具有广泛的应用前景。实践证明,该实现方法结构简单,功能强大,能够满足系统控制的要求,具有较高的实用性。     

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。     

用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统

温度控制是实现全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器稳频的行之有效的手段之一。研究了如何为Nd:YAG微片激光器的稳频提供有效的温控方式。估算出所需要的控温精度波动范围在0.09 ℃以内。依据这一设计目标,介绍了各重要环节的设计过程。通过频域分析法,对温控系统的特性进行分析与调整。通过理论计算将系统改造成了二阶系统最优模型并用实验验证了理论分析。研制了一套用于全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器的温控系统,并在两种条件下对系统进行了测试。在室温26 ℃左右的条件下,可以给微片提供18~38 ℃之间的任意温度环境,温度波动范围在0.05 ℃以内;当环境温度在18 ~27 ℃之间任意改变时,系统能将晶片温度稳定在24 ℃,温度波动范围在0.05 ℃以内。     

基于垂直陀螺的无人机纵向姿态控制技术研究

为了有效的减少飞行控制系统配置,降低成本,本文提出了基于垂直陀螺的无人机纵向姿态简化配置控制方案,分析了纵向姿态简化配置控制方案的理论依据。针对该简化配置特性,以某小型无人机为分析对象,采用简化配置方案设计了相应的纵向姿态控制律,并通过采用重心后移降低稳定性对控制系统鲁棒性进行验证,分析了对简配控制方案的适用对象特性和控制效果。     

无人机飞行控制系统故障诊断专家系统设计

根据无人机飞控系统的特点及其智能故障诊断的需求,采用专家系统技术设计无人机飞行控制系统的故障诊断.该文在阐述无人机敞障诊断专家系统背景的基础上,构建了无人机飞控系统故障诊断专家系统的总体结构;详细论述了教障诊断知识库的建立和推理机的设计;并结合相关型号工程给出了具体的示例.经实际论证,本系统可正确对飞控系统故障进行全面...     

帆板角度控制系统的设计与实现

系统采用单片机(STC89C54RD)作为主要控制器件,采用HEDS9701槽型光耦加360线光栅片组成的编码器获取帆板的角度信息,由单片机实时采集编码器的正交信号,从而获得实际角度。根据实际角度和目标角度数值,通过PID算法获得控制参量,调整PWM的参数,从而控制风扇转速,实现对帆板的角度修正和动态控制。     

智能跷跷板小车控制系统的设计

该系统以C8051F020单片机为核心,将各种传感器得到的信息进行综合判别和处理,然后发出指令给电机驱动器,通过改变单片机输出的PWM来控制电机的转速控制智能小车,使之能够在规定的时间内沿跷跷板上的引导线行驶完各规定路程段;并凡能够对跷跷板是否到达平衡状态进行检测,使电动车做出相应的动作响应.通过对小车控制系统的软硬件...     

无人机载微型SAR系统设计与实现

针对无人机微型化发展对合成孔径雷达（SAR）系统的微型化需求,该雷达系统设计方案采用调频连续波体制、功能及系统一体化、射频直接调制及数字解调和芯片化设计等技术,降低了系统复杂度,减少了系统的体积、重量和功耗,实现了小体积、轻重量、低功耗的微型 SAR系统。分析了调频连续波体制SAR的成像算法及其地面动目标显示（GMTI）处理技术。通过微型 SAR系统在小型无人机平台上的飞行试验,试验结果验证了系统的有效性和可行性。     

微型无人机变倍同步聚焦镜头控制系统设计

根据微型无人机系统机载摄像机需求,设计了一种用步迸电机控制的摄像机镜头快速变倍同步聚焦控制电路.利用无人机飞控系统内置ARM处理器的富余I/O资源,结合MD127步进电机驱动器,完成了对两相步进电机的驱动,实现了高速飞行状态下平稳快速的变焦与聚焦功能.经过飞行测试,该系统能够安全可靠、精确稳定地工作.     

隧道照明控制系统中传感器的设计与实现

隧道照明控制系统能够科学地检测和调节隧道照明环境,以提供良好的行车环境.在此控制系统中,传感器是非常重要的组成部分,对于隧道照明控制系统具有重要意义.鉴于此,文章分析了4种传感器的原理、硬件设计和软件设计,提供了隧道照明控制系统中传感器关键器件的选型与设计方案.     

无人机编队的滚动时域控制

滚动时域控制(RHC)具有状态约束和输入约束处理、综合多控制目标、适应条件变化等特点,在编队控制领域渐受关注。无人机编队控制涉及队形描述、气动耦合、位置关系描述、控制算法等问题,针对目前应用范围较广的长机-僚机描述的松散编队控制,提出基于二次规划描述的RHC编队控制方法,设计了基于标准RHC的编队控制器。在此基础上,结合不变集理论设计了双模RHC编队控制器,分析了其应用局限性及对控制器参数设计的指导意义。仿真实验验证了控制律的有效性,并分析了控制器参数对闭环性能的影响。     

飞翼无人机的一种鲁棒自适应控制律设计方法

针对飞翼无人机纵向全包线飞行时非线性特性明显和操纵效率变化显著的问题, 采用鲁棒伺服LQR(RSLQR)与L1自适应相结合的综合自适应控制方法(RSLQR-L1), 以C*(加速度、角速率)为被控变量, 设计了飞翼无人机纵向飞行控制系统。结合无人机实际飞行控制品质需求, 采用RSLQR方法, 设计无人机纵向主控制器;在RSLQR控制器的基本结构上扩展设计L1自适应输出反馈补偿控制器。在系统阐述RSLQR-L1综合自适应控制原理和设计方法的基础上, 通过数值仿真验证了控制结构的先进性和鲁棒性, 满足了飞翼无人机的控制要求。     

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。     

微型折叠探测机器人控制系统的设计与实现

为了探测月面静海熔岩管道区域,该文设计了一套微型折叠探测机器人控制系统.采用MPU6050姿态传感器、光照传感器、红外传感器等构建机器人感知系统,使用NRF24L01远距离通信电路和图像传输接收机构建机器人数据通信链路,使用基于Qt的C++编程设计微型探测机器人控制系统上位机实现微型折叠探测机器人的运行.测试结果表明,...