基于APM开源飞控平台的四轴旋翼飞行器

文章介绍了在基于atmega2560的apm开源飞控平台上开发的一款面向个人的四轴旋翼飞行器;利用无刷电机做为动力输出,通过apm2.6开源飞控驾驶仪,使得旋翼飞行器可以以多种飞行模式稳定的并安全的执行飞行任务;利用加密的2.4G通信使飞行器最远可以达到450m的理论飞行器距离。同时该平台预留有丰富外接接口,为后续功能的开发提供了极大的便利。     

关于近空间飞行器飞行控制系统研究设计的几个问题

讨论了近空间飞行器飞行控制系统研究设计的几个问题。首先指出了研究近空间飞行器的国内外形势和近空间飞行器研究的重要性;接着就近空间飞行器飞行控制的几个重要问题:飞行运动控制的建模问题,飞行姿态控制的鲁棒性问题,飞行姿态与重心运动的一体化协调控制问题,飞行与发动机的一体化协调控制问题,飞行控制的抗干扰问题提出了相应的方法和看法;最后就近空间飞行器飞行控制系统的设计原则提出了自己的体会和看法,指出了用一体化协调控制的思想进行近空间飞行器飞行控制系统分析设计的重要性。     

基于梯度下降法和双环PID的四旋翼飞行器的研究与设计

四旋翼飞行器凭借其灵活的操控性、较小的地域局限性等优势,在军事、民用和科学研究等诸多领域受到了越来越多的关注。目前国内大部分无人机的研究重点在于如何让飞行器飞的更高更远,飞行时间更长。而该设计的着重点是飞行器飞得更低更稳。在飞行过程中,飞行器通过超声波测距技术实现飞行器的近地贴地表飞行,采用梯度下降法对飞行器的姿态进行解算,双环PID控制,进一步提高了系统的稳定性。结果表明,系统可实现3~50 cm之间超低空近地稳定飞行。     

激光推进自由飞行实验

为了解决激光推进自由飞行演示中飞行器垂直飞行的稳定性问题,设计了旋转发射平台装置。在飞行器起飞前,给其施加一定的转速。当转速达到700 r/m时,质量为4.2 g,焦距为10 mm的抛物面型飞行器在单脉冲输出能量为13 J,重复频率50 Hz的TEA CO2激光器的推进下,成功实现了重复频率脉冲激光推进竖直自由飞行演示。飞行高度达到2.6 m,飞行持续时间为1.75 s。结果表明,在激光输出能量一定的情况下,通过提高飞行器的转速,可以提高激光推进自由飞行演示中飞行器的稳定性,从而适当地提高飞行高度。     

展向变形飞行器机翼扭转时的鲁棒飞行控制与分析

为了研究机翼扭转变形对飞行器纵向飞行性能的影响,本文采用小扰动线性化方法建立展向扭转变形飞行器的变参数模型,运用鲁棒最优方法设计机翼扭转变形时的纵向飞行控制律,并用S函数编写展向变形飞行器模型,最后采用SIMULINK对设计的控制律进行仿真分析。仿真结果显示,设计的鲁棒最优控制律能够对变形飞行器进行飞行控制,并且机翼完全扭转能够辅助飞行器下降,机翼不完全扭转能够辅助飞行器爬升。     

微型扑翼飞行器控制系统设计

微型扑翼飞行器的控制是一个难点问题,不仅对体积和重量有一定限制,还需要使飞行器能够有一定的鲁棒性和自主飞行能力。本文设计的控制系统通过遥控和自主飞行相结合的方式,很好的实现了对微型扑翼飞行器的控制。并进一步通过飞行实验验证了控制系统的可行性,飞行效果良好。     

上升段气动加热对飞行中段高速飞行器红外辐射特性影响分析EI北大核心CSCD

飞行中段高速飞行器红外辐射特性是对其进行红外探测、识别及跟踪的基础。飞行中段高速飞行器红外辐射与表面温度密切相关,而飞行器表面温度又与上升段气动加热、空间环境热辐射、防热材料结构等有关,特别是上升段气动加热对飞行中段飞行器红外辐射的影响不容忽视。为获得复杂环境背景下高速飞行器在飞行中段的红外辐射,综合考虑上升段气动加热、环境辐射加热、表面辐射散热和结构热传导等主要因素影响,采用气动热工程计算模型、空间辐射加热、一维多层热传导计算方法,建立了高速飞行器红外辐射分析技术,实现了气动加热、环境辐射加热、自身辐射散热、结构热传导等多种主要因素影响下的高速飞行器飞行中段温度场和红外辐射分析。结果表明:上升段的气动加热会对飞行中段的高速飞行器红外辐射产生较大影响;在飞行中段,飞行器在长波8~12μm波段的红外辐射强度明显大于在中波3~5μm波段的红外辐射强度,选择8~12μm波段更有利于对飞行中段高速飞行器的探测。     

变形翼飞行器姿态自适应控制及可视化验证

选择变形翼飞行器的巡航和俯冲两个飞行模态作为研究对象,给出变形翼飞行器的两个特定飞行模态对应的运动学数学模型。由于被控对象的非线性以及结构变化引起的参数不确定性,设计了自适应姿态控制律。基于Lyapunov稳定性定理证明了所提出控制方法的可行性,实现了对飞行器的姿态控制。并运用VC++编程语言结合OpenGL图形库,创建飞行器飞行环境;利用VC++/Simulink混合编程实现数据传递,较精确地实现了变形翼飞行器在两个不同模态间动态变化飞行过程,验证了所提出方法的有效性。     

四旋翼无人飞行器设计与姿态控制算法研究

为改变传统以单片机为处理器的四旋翼无人飞行器的控制方式,提出基于STM32飞行控制系统的四轴飞行器的设计。主要包括飞行器的硬件构成、软件设计、姿态控制算法等。并通过仿真比较实现姿态控制计算算法的最优化选取,保证了飞行器的高稳定性和高实时性,实现了飞行器飞行模态的控制要求。     

自制微型四轴飞行器（飞控篇）

思想是生命的灵魂,四轴飞行器的飞行控制系统有着与硬件同等重要的地位。飞行控制系统用于将姿态传感器的数据进行处理,运用惯性导航中的算法,计算出飞行器的飞行姿态,再结合遥控器操控数据、给飞行器动力系统发送控制命令。四轴飞行器的姿态和位置存在耦合关系（俯仰和横滚直接引起机体向前、后、左、右移动）,如果精确控制飞行的姿态,则采用一股控制规律就足以实现对其位置与速度的控制。     

高超声速飞行器机翼关键部件损伤特性分析

分析了高超声速飞行器机翼关键部件的损伤演化及飞行器飞行动态对损伤的影响。在建立了高超声速飞行器机翼关键部件损伤动力学模型、飞行器动力学模型以及对机翼关键部件载荷应力分析的基础之上,依次分析了飞行器飞行高度、速度、迎角以及控制舵面偏角等飞行器变量对机翼关键部件损伤动态特性的影响,以确定影响损伤的关键变量。仿真结果表明,相对于其他变量,飞行器迎角对机翼关键部件损伤的影响是最大的。基于此结果可得出当飞行器进行高超声速飞行时,从保证飞行安全与延长使用寿命的角度来看,应尽量限制飞行迎角大小。所得结论为实际工程中结构可靠性设计提供了有价值的参考。     

微型飞行器悬臂谐振分析

四轴飞行器是一种微型飞行器,利用四个旋翼作为飞行引擎来进行空中飞行。由于尺寸较小、重量较轻、适合携带一定的任务载荷,具备自主导航飞行能力。同时,作为飞行器必然有一定的安全要求,所以有必要研究其四轴在浆叶高速运行下的安全性。本文利用Pro/E三维软件以及ANSYS有限元分析软件共同完成对飞行器的四轴的谐振分析。     

传感器系统在微型飞行器上的应用

传感器采集信息为飞控系统决策提供判断依据。GPS信息、飞行器姿态等都是其重要组成部分。它们的精确度关系到飞行器飞行的可靠性和稳定性,在飞行器研究领域得到越来越多的关注。文章依托传感器简要研究了飞控系统飞行策略、信息采集、姿态纠正等关键技术,对飞行器设计具有一定的参考价值。     

STM32的四轴飞行器的设计

<正>四轴飞行器属于无人飞行载具中较为常见的一种,是采用十字形布局的电机与螺旋浆直连的结构,通过各电机转速的调整与配合,飞行器在飞行过程中可以获取旋转机身、改变飞行姿态的力,从而实现稳定飞行。随着微机电技术高速发展,四轴飞行器使用愈加广泛,例如在交通、航拍、无人机表演、农业及快递等领域均有投入使用。1四轴飞行器总体设计四轴飞行器由遥控器和飞控两大部分构成,遥控器可发送各种控制指令至飞控,飞控接收到指令后会快速响应指令进而改变其飞行状态。其具体组成如图1所示,     

高空核爆环境下飞行控制系统的防护方法

针对高空核爆引起的强电磁辐射使空间飞行器控制系统发生瞬时和持续的功能降级以及失效的问题,分析了强电磁辐射对空间飞行器飞行控制系统的潜在威胁和损伤效应,提出了强电磁脉冲辐射和强射线辐射环境下飞行控制系统的一些防护概念和方法。这些方法应用于飞行控制系统抗辐射加固设计,可显著提高空间飞行器抗强电磁辐射损伤能力。     

基于5G网络的无人驾驶飞行器控制系统设计

为了满足无人驾驶飞行器在空中飞行时的角度控制需求,引进5G网络对飞行器控制系统展开深入研究.通过设计STM56Y201GVH6单片机、RC接收器选型,完成系统硬件结构规划.构建无人控制飞行器姿态动力学模型,设计飞行器飞行姿态与角速度回路控制律,实现对无人驾驶飞行器的有效控制.在5G网络环境下选择F-13型号的无人驾驶飞...     

便携式通用航空地形感知系统的设计与实现

现阶段地形感知系统很难应用到通用航空领域。文章利用飞行区域的DEM数据实现地形图填充,当飞行器飞行参数发生变化时,地形图也相应发生变化来显示当前飞行器相对位置参数。通过观察地形图的变化可以提高机组对地形感知程度,来提高飞行的安全性。     

一种基于外测数据的飞行器落点实时预报软件设计

飞行器落点预报是根据飞行器当前所处的位置、速度、和姿态等信息,确定其到达地面的时间、坐标位置及其他参数的数据[1]。当飞行器由于某种因素导致发动机关机或停止工作后,飞行器本身依靠惯性飞行。本文通过对飞行器的无动力飞行段进行了详细的受力分析,考虑大气动力影响,对运动轨迹进行外推预测。综合利用纵向和横向的射程数据,设计了一种较高精度的基于外测数据的飞行器落点实时预报软件。     

飞行器8~14μm波段红外特征的数值研究

在飞行器机身表面的温度场建模中综合考虑了超音速飞行气动加热、发动机舱内部流动换热,以及排气喷流对飞行器后体的传热等影响, 采用数值计算的方法对飞行器8~14m波段的蒙皮及发动机壁面红外辐射特征进行了研究,分析了飞行器机头、机身（含进气道）、机翼、发动机舱（含飞行器后体）、垂直尾翼、水平尾翼和发动机喷管腔体等部位的红外辐射。结果表明:蒙皮辐射是飞行器8~14m波段红外辐射的主要组成部分,发动机壁面红外辐射主要集中在飞行器尾向50范围内;在不同的观测平面,飞行器不同部位对整机8~14m波段的红外辐射贡献比例各有侧重,飞行器机身、机翼、发动机舱和垂直尾翼是飞行器8~14m波段红外辐射的主要部分;飞行马赫数提高将加剧机身气动加热效果,飞行机不同部位所占的红外辐射比例将有所改变。     

基于战术数据链的多飞行器飞行航路协同规划

为了提高低可观测飞行器的低空突防能力和打击目标的效果。基于战术数据链和人工智能（AI）启发式搜索算法（A＊算法）提出一种多飞行器飞行航路协同规划方法。该方法通过在飞行航路中插入蛇形机动或者巡逻待机的方法,能够实现多飞行器多目标协同到达或多飞行器单目标协同到达的功能,并进行了软件仿真。