低雷诺数四旋翼飞行器升力分析与计算方法的研究

阐述了一种运用叶素理论,对微型直升机的旋翼性能作了理论分析与计算.近似计算低雷诺数下四旋翼微型直升机实现悬停飞行的可能性,同时为微型直升机的旋翼平面设计和安装角选择提供理论依据.通过具体实验结果,对计算结果和实验结果两者存在的差别作了分析比较.     

小型陆空两栖无人机的结构设计与试验

本文提出了一种小型陆空两栖无人机的结构,主体主要包括一种伸缩式四旋翼结构与四轮式行走机构,四旋翼部分创造性的提出了一种可伸展式结构,其能在飞行模式时展开旋翼飞行,在陆地行驶时,四旋翼收合进行避障;四轮式行走机构设计了一种等腰梯形双摇杆转向机构,车轮与地面进行滚动摩擦,降低了车轮的磨损,节省了功耗;对叶片及连翼杆进行了有限元分析校核,制作了样机,对样机进行了陆地行走试验和室外飞行试验,试验中,该机能够通过遥控指挥顺利完成陆地行走转弯、前进后退运行、室外飞行平稳起降,空中悬停、飞行转弯等基础功能动作。试验结果表明,该小型陆空无人机基本达到了设计要求。     

无人直升机飞行姿态控制平台设计

无人直升机飞行姿态控制平台建设是实现其无人自主飞行的关键环节。为小型单旋翼带尾桨式微型航模直升机("雷虎90")设计构建了基于PC104以及DSP+CPLD的飞行姿态控制平台。采用"机载上位机-机载下位机-地面站"的系统架构方式,保证了机载系统的可靠性并具有足够的信息处理能力。使用数字增量式PID控制算法对无人机飞行姿态的控制,并通过飞行试验对控制平台和控制算法进行验证。     

中国开发出小型多旋翼无人机X-M20 可攀爬5000米

正近日,中国直升机研究与发展研究院表示,中国已开发出小型多旋翼无人机X-M20,可攀爬5000m。有媒体分析,中国已成为全球直升机市场的主要参与者。直升机已经在12系列直升机中掌握了50多个型号,使其成为世界七大直升机制造商之一。小型多旋翼无人机可用于多种任务,如边境巡逻,反恐,线路巡逻,地理调查和交通监控。X-M20电动小型无人机采     

中航工业直升机所攻克旋翼防除冰技术

正旋翼防除冰技术对于直升机在高原和高寒地区的飞行安全具有重要影响,日前,中航工业直升机所攻克了这项一直以来我国急需的直升机通用技术。2月中旬,直升机所对旋翼防除冰技术进行了验证,通过对运转状态的直升机进行冰雾喷洒,验证旋翼的防除冰功能。试验结果证明,直升机的旋翼系统能够顺利完成旋翼结冰和旋翼除冰任务,并且旋翼防除冰效果之佳超出了科研人员的预期。这次试验的成功,标志着我国在旋翼防除冰技术领域实现了重大突破。     

基于深度确定性策略梯度算法的四旋翼控制器自主导航方法研究

自主导航作为四旋翼无人机飞行导航的核心问题,为了更好地优化四旋翼无人机自主导航路径规划和路径跟踪能力,采用了一种基于改进的深度确定性策略梯度算法的机器学习算法（DDPG）的四旋翼无人机自主导航跟踪控制器,算法中增加了对动作探索策略的设计和对奖励函数的改进,以及采用二维及三维电子地图模拟四旋翼无人机的飞行轨迹,提出基于Matlab软件进行四旋翼无人机自主导航仿真实验以确保系统的稳定性和可行性。结果表明,所改进的深度确定性策略梯度算法可以在仿真实验中实现四旋翼无人机在二维及三维环境下的路径规划、跟踪与避障,并做到导航过程中的姿态状态的自主调整。     

四轴飞行器的原理与优化

当今社会,无人飞行器已经日益成熟化普及化了。而相比于其他固定翼飞行器,直升机式飞行器,多旋翼飞行器由于其自身可以垂直起降,易于制作易于操控,可完成各种姿态飞行等特点,已经像雨后春笋般涌现出来。而在多旋翼飞行器中我们会发现,四轴等偶数倍的多旋翼飞行器几乎占据了100%的市场。这也是因为偶数倍的多旋翼飞行器其易于制作,原理简单等原因。但在实际应用中,如果对其没有充分的优化,其飞行时的抗干扰能力和适应能力仍然不是非常理想。在此文中。我们将以四轴为代表仔细分析其工作原理,并尝试对其进行进一步的优化设计。     

基于混合优化算法的直升机旋翼转速优化控制

为了实现直升机巡航飞行时最经济运行,基于某型常规布局直升机,建立巡航阶段需用功率目标函数,以飞行稳定性与操纵安全性指标作为约束条件,利用遗传 序列二次规划( GA-SQP )混合优化算法,对直升机巡航阶段实现最低需用功率的最优旋翼转速进行优化求解。实验结果表明,该方法得到的最优旋翼转速能够有效降低整机需用功率,优化算法得出的最优转速曲线对巡航状态下旋翼转速的变化方向具有一定参考意义。     

一种微型无人直升机旋翼操纵机构

微型无人直升机的体积小 ,载重量轻 ,其旋翼操纵机构在原理上与传统的有人直升机和无人直升机有一定的不同。本文论述了一种利用惯性力的作用和材料的弹性性能 ,达到对旋翼的操纵目的的微型无人驾驶直升机旋翼操纵机构。该机构对电机驱动力矩的变化反应灵敏 ,能够满足控制微型无人直升机各种飞行模态的需要 ,同时具有结构简单 ,重量轻巧 ,体积小 ,加工方便的特点     

某型无人直升机旋翼轴有限元分析

旋翼轴是无人直升机的关键零部件之一,其安全与否直接关系到无人直升机的飞行情况。基于ANSYS软件,计算某无人直升机旋翼轴在各组载荷下的应力水平,在不同工况下得到最大应力、屈服强度和极限强度,分析其安全系数,满足设计要求,为旋翼系统设计提供依据。     

Adaptive output control of a mobile manipulator hanging from a quadcopter unmanned vehicle

This article summarizes the comprehensive design of an adaptive control that solves the trajectory tracking of a four-rotor unmanned aerial vehicle supplied by an own-designed grasping device. The controller design uses the regular proportional–derivative (PD) structure which is common to solve regulation, as well as tracking problems for robotic systems. The PD structure needs the estimation of the time-derivative to be exerted on-line. The super-twisting algorithm served to operate as a decentralized estimator of the derivatives for the tracking errors. The controller gains were adjusted by the differential laws aimed to track attainable reference trajectories. The adaptive strategy adjusts the controller gains enforcing the convergence of both the estimation and the tracking errors. A numerical example showed the observer/controller performance. A comparison with a classic non-adaptive PD controller confirms the effectiveness on the tracking task by the proposed design. In addition, a set of virtual numerical evaluations using the parameters of a real quadcopter system confirmed the performance benefits of the adaptive controller based on the PD structure aided with the estimation of the velocity obtained by the observer.     

基于 DCNN 的无人直升机自转过程建模

针对小型无人直升机自转着陆过程,在已有的加速度预测模型的基础上,提出了利用深度卷积神经网络来表示系统自转飞行过程中的隐藏状态(气流以及直升机的抖动的影响)。通过与实际自转着陆飞行数据进行对比测试,改进后的模型可以更好地预测各个状态的变化,精度得到了明显提升。     

农田信息采样方式及飞行器平台设计

针对目前的航空航天遥感平台成本高、采样精度低、实时性不强的特点,提出了带有采集装置的四旋翼飞行器作为采样农田信息的低空平台.总结了农田土壤信息获取的主要方式与特点,指出四旋翼飞行器将是适合高密度、实时性强等特点的农田信息采集新平台.同时讨论了四旋翼飞行器的国内外研究进展,分析了带有采集装置低空平台的结构构成、惯性测量系统,研制了重量为1 200 g,续航时间大于20 min的低空平台样机,并提出了远地面无线传感器获取、近地面旋翼风作用和直接接触地面采集的3种新采集方式.     

基于改进A*算法的AGV路径研究

路径规划能力是AGV(Automated Guided Vehicle,自动导引运输车)系统智能化程度的体现。在众多算法中,A~*算法使用代价消耗估算方式达到较快的计算能力,被广泛应用于AGV的路径规划中,但仍存在局部最优的规划问题,规划的路径上存在冗余节点和较多不必要拐点。为减少运输路径中的总能耗,缩短路径总长度和减少AGV转弯次数,采用分裂和筛选的方案对传统A~*算法进一步优化,提出改进A~*算法,使其在实际工作环境中搜索更加迅速、考虑更加周密。在传统A~*算法基础上,在未知节点的启发函数里增加转弯权值,可以在计算规划过程中考虑转向所带来的消耗,从而减少转弯次数。使用任务分裂方案可以尽可能多地选择出较优路径,其中的最优解能够实现得转弯较少,展现出比较平滑的线路。基于Ubuntu下ROS系统版本进行仿真,对比实验结果表明,改进A~*算法在规划时间、总行程以及转弯消耗等方面都优于传统A~*算法,提升了AGV的实际运行效率,减少了AGV小车的耗能,可以缩短路径搜索规划时间,更符合工厂环境对AGV的需求。     

智能自主控制在航迹控制系统中的应用

首先研究了自主式控制系统的关键问题,然后提出一种智能自主式航迹控制系统的结构,采用了模块化设计思想,对直升机对象的航迹控制系统进行设计.还给出了航迹自主控制关键功能模块的算法与具体实现.最后文章给出了系统数字仿真的结果,验证了系统的可行性.     

Trajectory tracking for two-degree of freedom helicopter system using a controller-disturbance observer integrated design

Trajectory tracking control for helicopters, which are widely used in severe situations such as military and rescue missions, is a challenging field of research. In helicopter system, the stability problem and predefined trajectories tracking are main challenges, especially in the presence of external disturbances and dynamic model uncertainties. Hence, a robust control design is needed for tracking the desired references. There has been a lot of motivation for solving these problems with simpler methods and also reducing the couplings in the helicopter system to achieve better performance, as the presented paper attempts to fill these gaps. This paper focuses on designing control laws for two-degree of freedom helicopter system while assuring the closed-loop stability. A nonlinear disturbance observer-based control (NDOBC) is designed for attenuating the effects of exogenous disturbances. Trajectory tracking controller and nonlinear disturbance observer are formulated in the form of two linear matrix inequality (LMI) problems. The closed-loop system stability, including controller and observer, is investigated by Lyapunov theorem. The effectiveness of the proposed design for tracking the trajectories (vertical flight and pitch angle rotor blade) and disturbance estimation is verified by simulation results.     

基于相位测距原理的直升机旋翼同锥度测量

直升机旋翼同锥度测量是直升机生产和使用过程中的一项重要检测项目。目前普遍使用的检测方法存在测量难度大、测量精度差的问题。借鉴相位法激光测距原理,提出了一种新的直升机旋翼同锥度检测方法,给出了系统原理框图和高精度比相原理框图,对系统的响应时间和测试精度进行了详细分析。     

四旋翼两栖机器人姿态求解与控制

介绍了一种基于四旋翼驱动的两栖移动机器人。首先简要介绍了该机器人的机械结构与控制及传感系统,并介绍了机器人由四旋翼机构提供动力,并通过对4个旋翼的转动速度和方向进行配置,从而实现在空中飞行或在地面滚动的原理。然后,采用四元数方法对该两栖机器人进行了姿态求解,在此基础上,基于PID算法开发了机器人的飞行控制算法,并进行了相应的仿真。最后通过实验验证了该两栖机器人能够实现预期的两种运动模式,即空中飞行和地面滚动。该机器人提高了传统只具有单一运动模式的移动机器人的环境适应能力。     

翼型升力的反求验证

以某遥控直升机的翼型样品为起点,进行结构反推,利用CATIA V5R17软件绘制翼型,然后通过FLU-ENT流体分析软件,建立适当的坐标和数学模型,对直升机的旋翼进行流体分析,对照实际升力计算结果,用以验证反求设计结果的正确性。     

某型直升机训练模拟系统研究

为实现某型直升机的模拟化训练,研究了一种直升机训练模拟系统,该训练模拟系统可对直升机进行地面模拟训练。介绍了某型直升机训练模拟系统的主要功能和组成。