多无人机编队飞行硬件在环测试平台系统的研究

为了能够验证基于各种智能算法所设计出的多无人机近距耦合编队飞行控制器的工作性能,研制了一套新的、低成本的硬件在环测试平台系统,由基于DSP技术的飞行控制子系统、基于Statemate技术的飞行控制子系统虚拟原型机和地面测试子系统组成,并阐述了各子系统的硬软件结构及其关键技术.最后,利用该测试平台,对所研究的多无人机编队飞行模型和编队飞行控制器进行了测试.试验结果表明,该测试平台系统可以测试编队控制器在不同条件下对无人机编队飞行的控制效果,同时也可通过该平台来进一步证明所研究的编队飞行控制系统相关理论算法的正确性和有效性.     

四旋翼无人机的编队飞行控制系统设计

为了解决单架无人机执行任务效率低,安全冗余差等问题设计了一种基于GPS的无人机编队飞行控制系统。无人机端主控芯片采用STM32F427搭载Nutt X嵌入式操作系统,保证了姿态解算、姿态控制、导航、通讯等复杂任务的实时有序执行。使用ZigBee通讯模块、MAVLink通信协议搭建无线通讯链路,并解决了多节点之间的通讯以及通讯冲撞问题,实现了无人机之间、无人机和地面站的稳定通讯。在地面站端对各架无人机位置的检测,并在此基础上使用编队算法实现多架无人机的三角形、直线等阵形的编队飞行。实验表明,该系统能有效的实现多无人机的编队飞行控制。     

基于zigbee技术的无人机编队通信系统

针对无人机编队的网络通信要求,分析了无人机编队通信的拓扑结构,提出采用Zigbee技术进行无人机编队通信系统设计。给出了利用TI公司的CC2430单片无线收发一体芯片实现无人机编队组网通信系统的软硬件设计方案。     

用于无人机飞行控制系统的分布式测控系统设计

将复杂庞大的工程项目分解成多个功能单一的小模块实现，是COM组件设计思想的具体体现。在简要介绍分布式对象与对象服务后，本文设计了具有命名服务和事件服务两种对象服务功能的事件提供者和事件消费者COM组件以及其他诸如硬件驱动、图形显示等COM功能组件。这些组件提供的远程对象状态监控以及基于事件的对象间数据通信功能，使应用于无人机飞行控制系统的分布式测控系统的实现成为可能。最后，本文通过分布式传感器监测系统开发实例，说明本文所提出的组件设计方法能帮助系统设计者方便地扩展系统，加快系统开发速度，提高设计效率。     

一种新型无人机飞行控制系统的设计

文章基于无人机系统未来发展路线,从无人机系统飞行任务剖面的技术需求出发,重点研究飞行控制系统的功能、控制过程及系统硬件电路组成等,设计出一种新型的无人机飞行控制系统。该系统应用广泛,具有设计精炼、可靠性高、易操作等特点。     

多无人机系统编队控制综述

多无人机系统编队随着战场环境变化将成为对空作战主要形式,分析了多无人机编队控制优势,给出了目前编队常见的几种形式,研究了多无人机系统编队控制的方法,对leader-follower法、基于行为的队形控制、虚拟结构法(virtual structure)进行了综述。将无人机编队控制方法按照通信方式分为集中式控制、分散式控制和分布式控制。指出一致性分布式控制与编队控制的相辅相成关系,并对多无人机编队后续研究作出了展望。     

四轴无人机群协同控制系统的开发

四轴无人机具有机动性强、移动效率高的特点,现正被越来越多的行业拓展其应用,但同时也暴露了单架无人机的局限性。为解决单架无人机的功能局限、工作效率低的问题,现基于生物集群行为与机器人学开发四轴无人机群的协同控制系统,实现良好的群体配合,有助于提高无人机的工作效率以及增加更多的可作业种类。     

自主无人机导航及数字飞行控制系统的研制

介绍了数字式无人机飞行控制系统的硬件组成和主要特点，详细阐述了该数字飞行控制系统自主飞行的控制律的设计原理及软件实现方法。半物理仿真结果表明，该数字飞行控制系统能够较好地实现自主导航。     

自主无人机导航及数字飞行控制系统的研制

介绍了数字式无人机飞行控制系统的硬件组成和主要特点,详细阐述了该数字飞行控制系统自主飞行的控制律的设计原理及软件实现方法。半物理仿真结果表明,该数字飞行控制系统能够较好地实现自主导航。     

基于元胞遗传算法的多无人机编队集结路径规划

针对多无人机编队集结路径规划问题,提出了基于元胞遗传算法的单机航迹规划方法,设置了基于时间约束的速度代价,在此基础上,提出了基于时间协同和防碰撞的多机编队集结策略。仿真结果表明,算法搜索成功率高、稳定性好,得到的多条路径满足无人机性能约束、时间协同性和安全性要求。     

基于纵向小扰动运动方程的飞行系统数值模拟研究

飞行系统仿真是飞行模拟器仿真的重要组成部分。飞行系统数学模型中常用的运动方程模型为小扰动模型。在小扰动模型下,飞机运动分为短周期运动和长周期运动。介绍小扰动方程并且分析了小扰动模型下升降舵偏转后引起的过渡过程,通过对飞机进行定直平飞无操纵小扰动情况下的仿真,证明短周期模态主要是△α和Δθ的变化,而长周期模态主要对应ΔV的变化。     

基于DSP微处理器的无人机飞控系统设计

根据某固定翼飞机的飞行特性,完成姿态回路和导航回路的飞行控制器设计。接着,以DSP28335微处理器为核心,设计出该无人机的飞控系统及地面监测与指令传送系统。最后,对所设计的控制器进行仿真实验,实验结果表明,该飞控系统性能良好,符合设计要求。     

使用RTW和VxWorks实现某飞控测试系统的开发

给出了一种实现某飞控测试系统的新方法。使用Matlab的Simulink工具箱建立了飞机模型,利用代码生成工具箱将其转换为C代码,再利用嵌入式操作系统VxWorks的集成开发环境Tor nado把该代码下载到嵌入式主机,从而和一些其它外围设备快速完成飞控测试系统的开发。通过对最终实时测试结果的采集分析,验证了该方法的快速可行性。收稿日期:20040928     

基于脑电刺激的蜜蜂飞行控制系统设计

半生物昆虫机器人因其隐蔽性高、续航时间长等优势在未来军事作战及抢险救灾中具有重要应用价值.然而,目前蜜蜂等昆虫飞行行为的神经调控尚不清晰,且缺乏人工干预控制昆虫稳定和精准飞行的有效方法.在探索视觉引导下的蜜蜂飞行行为神经调控机制的基础上,采用可编程微型控制芯片,配合无线电接收模块,提出了兼顾无线通信距离与接近蜜蜂载荷的...     

基于Rhapsody的飞控系统虚拟样机设计环境

为支持飞行控制系统虚拟样机设计,克服物理样机制造周期长、代价高、效率低的缺点,研究了飞行控制系统虚拟样机设计环境体系结构,集成Rhapsody,Matlab/Simulink,VC++,Doors和Oracle5个商业软件,设计了4层次结构的飞行控制系统虚拟样机设计环境,分别为元素模型设计层、虚拟部件设计层、虚拟样机集成层和调度管理层。另外,基于构建的设计环境设计了某微型飞行器的飞控系统虚拟样机,并对设计模型进行协同仿真验证。设计结果表明,该设计环境能够支持不同粒度的飞控系统虚拟样机设计,提高了飞控系统设计效率,支持各类飞行器控制系统虚拟样机的设计。     

DSP的飞控系统信号处理模块设计

依据飞行控制系统对实时性,可靠性和稳定性的要求,设计并实现了基于DSP的飞控信号处理模块。以TMS320F2407A芯片为主控制器,外围附加A／D和D／A,采用JTAG进行芯片内部测试,扩展了存储器和串口通信,通过容错抗干扰确保系统的稳定性。详细给出了系统整体方案的分析设计和具体的硬件选型及接口设计。     

一种基于虚拟力的多机器人编队控制系统

针对多机器人协同控制问题,采用Zigbee无线通信系统,设计了基于局部信息存储的黑板通信方式,将领航-跟随算法与虚拟力法相结合,定义了基于距离与速度分量的虚拟力,通过引入随机发生函数、变排斥力反馈控制算法,解决了多机器人自组织协作中瘫痪死锁、决策冲突的问题,构建了三台两轮差速驱动的小型移动智能体物理实现平台。仿真结果及移动机器人实体实验证明了该方法的有效性和可行性。     

基于足地接触力跟踪的单足机器人弹跳运动控制

为了使足式弹跳机器人在运动中避免由于地面接触刚度的变化对弹跳运动产生的影响,首先建立了单足弹跳机器人在弹性地面条件下的运动简化模型,进而分析了地面弹簧刚度变化对机体重心运动轨迹以及着地相中足地接触力的影响。采用足地接触力补偿控制的手段,通过主动控制单腿的伸缩,使模型中弹簧系统的足力输出与期望保持一致,消除了地面刚度变化对机体运动的干扰。利用仿真实验表明了控制方法的可行性。     

基于DSP28335的某型靶机系统设计

针对某大型军用无人靶机的实际需求,根据飞行控制相关原理,进行了该靶机的控制系统设计。描述了靶机飞控系统的硬件组成结构,基于DSPF28335处理器,详细分析设计了各组件与飞控计算机的信号输入输出方式。仿真实验表明,该靶机飞控系统控制策略有效,且各机载子系统与飞控计算机能够协调工作。