广义最小方差自校正控制在某型无人机中的应用

某型无人机主要用于典型空中目标的模拟飞行,需要严格稳定可靠的自主飞行控制,无人机在整个飞行包线中呈现非线性、时变特性,由此在建立其纵向运动数学模型的基础上,设计了无人机的纵向姿态广义最小方差自校正控制器.仿真结果表明,系统具有较强的跟踪能力、抗干扰能力以及抗过程参数变化能力,比常规PID控制系统具有更好的飞行控制性能.     

无人机飞控设备环境温度控制装置设计

高海拔下无人机电子设备的正常工作对无人机飞行控制至关重要。针对无人机飞控设备在该环境中受低温影响导致系统故障的问题,设计了一种基于STM32的飞控设备温控系统和壳体。使用多路PT1000传感器对壳体内外温度采集后,结合PID算法,使用定制加热片对壳体内部低温环境进行控制,保证了无人机在低温环境中电子设备工作温度始终维持在-40℃以上的正常工作范围内。试验表明,该控制系统在低温环境中能够完成对壳体内部环境温度控制,且系统的实际功耗约为120 W,具有实用性强,功耗低的特点,为飞行高度大于10 000 m的高空无人机电子设备的工作环境温度控制提供了可靠的解决方案。     

一种小型固定翼无人机飞行控制系统设计

阐述了小型固定翼无人机的双层PID飞行控制原理,并从系统设计角度出发,以Intel Atom E645C处理器为内核,设计了一种具有高处理能力和低功耗特点的无人机飞行控制系统。实验的结果表明,该系统性能优越,具有良好的可扩展性,军用和民用领域均具有广阔应用前景。     

基于多Agent的无人机自主飞行控制系统研究

提出一种分层递阶多Agent控制结构,在此控制结构的基础上设计出一种无人机自主飞行控制系统。重点对系统中的任务规划Agent和姿态控制Agent进行研究,分别实现了对任务规划Agent的结构建模和姿态控制Agent的内部控制律设计,最后在JADE平台上仿真实现了无人机的姿态角控制。实验结果表明,在多Agent系统与先进控制方法交叉、融合的基础上,设计出的自主飞行控制系统具有很好的控制效果和很高的智能能力,非常适合无人机自主飞行控制设计。     

小型无人机飞行控制系统设计

飞行控制系统作为无人机的核心，对无人机的性能具有决定性的影响。本文是论述一种小型无人机飞行控制系统的基本设计方法，首先介绍了小型无人机飞控系统的基本功能及组成，其后对飞行控制回路、飞行控制模态等问题分别进行了详细介绍，最后完成了该控制系统的数字仿真。     

基于4G的无人机远程巡逻系统

近些年,在科研、工业、等众多领域中,无人机巡逻系统开始担负起现场勘查、远程高空监视等任务。但是无人机与控制中心的通信部分一直是研究无人机的重点与难点,为解决无人机通信距离受限的问题,提出了基于4G的无人机远程巡逻系统。本系统能够实现无人机的远程控制和数据采集,设计基本思路是基于4G无线通信网络在无人机端、服务器端和地面控制端的相关硬件平台上进行软件开发和设计。实际飞行结果表明,该系统不仅能实现远程飞行控制而且能显示清晰的监控视频和准确的飞行状态信息,在未来电路巡检、物流传输、高空监视等领域具有重要的实用价值。     

弹载SAR预处理存储系统研究

弹载条件下SAR信号处理系统具有机动性大、飞行速度快及空间小等特点,对数据处理速度、存储速度、存储容量、功耗等都具有很高的要求。通过综合分析FPGA与DSP优缺点,提出了一种以FPGA为核心的预处理存储系统。着重介绍了脉冲压缩理论及实现、FLASH读写控制及存储单元阵列等关键问题。     

无人机载双站干涉SAR系统关键技术分析与实验验证研究

双站干涉合成孔径雷达(SAR)技术可突破单站双天线干涉SAR的基线限制,获得更加灵活的基线构型,有利于提升干涉测量精度。无人机载双站干涉SAR机动性好、飞行成本低,具有很高的应用价值,也能为无人机载分布式干涉、三维成像等提供关键支撑,具有重要的研究意义。中国科学院空天信息创新研究院牵头设计研制了国内首套无人机载双站干涉SAR系统,并在内蒙古百灵机场开展了飞行实验。该文简要介绍了该系统方案设计、基本构成和主要性能,并重点介绍了该系统的空间、时间及相位同步和数据处理关键技术,然后介绍了首次飞行实验的方案和实施研究情况,最后给出了实验数据处理结果,验证了关键技术和该无人机载双站干涉SAR系统0.5 m高程测量精度等主要指标,为后续多无人机平台协同开展分布式干涉数据获取及处理研究提供了基础。     

多旋翼无人机的嵌入式自主飞行控制系统设计的研究

本文在分析研究中,以多旋翼无人机作为研究对象,按照多旋翼无人机所在实际操作过程中所具有的特征,对于嵌入式自主飞行控制系统进行设计研究,让多种类别多旋翼无人机在实际飞行过程中,能够被嵌入式自主飞行控制系统所管理.     

十字翼布局无人机半实物仿真系统设计

针对十字翼布局无人机飞行控制系统,设计该无人机半实物仿真系统,阐述了该系统的组成、原理,并介绍了仿真软件。通过对十字翼布局无人机飞行控制系统半实物仿真结果的分析和研究,验证了PID控制律能有效地控制十字翼布局无人机悬停阶段的姿态角和高度。结果表明仿真系统为自动驾驶仪的测试评估提供了平台和依据。     

FlightGear在无人机实时飞行仿真中的应用

无人机实时飞行仿真是无人机研制中不可缺少的一个过程,但是对于小型无人机来讲,开发一个完整的实时飞行仿真系统往往花费巨大。详细论述基于xPCTarget的实时仿真系统设计,在此基础上,利用FlightGear飞行模拟器实现了无人机的三维实时可视化显示。该仿真系统开发简单,构造灵活,成本低,能够使开发人员将更多的精力花费在飞行控制算法研究上。     

基于飞行安全的无人机控制技术发展趋势研究

从无人机飞行安全的角度出发,研究分析了目前国内外无人机控制技术的发展现状,提出了基于飞行安全的无人机控制技术的发展需求,采用自主控制和人工决策相结合的控制技术,提高无人机飞行操纵过程中的自主控制能力,降低人为操纵的干预程度,从而有效提高无人机系统的安全性。     

A small unmanned polar research aerial vehicle based on the composite control method

Focusing on the polar extreme environment, a composite control method is proposed to finish the polar scientific research task in this paper. Based on the vector field and the linear quadratic regulator (LQR) control method, the small unmanned aerial vehicle can realize precise trajectory following control under wind disturbance. Through vector filed method, system constructs the corresponding vector fields for the planed research trajectory, generates the desired course inputs for the small aerial vehicle. Furthermore, the LQR control method is proposed and utilized as the inner control loop to realize the precise attitude control. Lyapunov stability arguments are used to demonstrate the asymptotic decay of trajectory following errors in the presence of wind disturbances. Experimental flight results are given to show that the small unmanned aerial vehicle can get the high trajectory following performance in the polar environment.     

面阵摆扫型无人机载大视场高光谱成像技术研究

提出了一种面阵摆扫型无人机载大视场高光谱成像技术,控制基于马赛克型滤光片分光的画幅式高光谱相机在翼展方向进行扫描实现大视场、高光谱分辨率成像。进行外场飞行试验,获取了像质清晰的大视场、高光谱分辨率对地观测图像,飞行作业效率为8.64 km2/h,较单相机成像,作业效率提高约3.4倍。系统光机结构简单,体积、重量优势明显,在无人机高光谱遥感方面应用前景广阔。研究成果对推动无人机载光谱成像技术向大视场、高光谱分辨率方向发展具有一定的参考价值。     

有人/无人机混合编队协同任务分配方法

任务分配方法是任务控制过程的重要组成部分,是协同作战指挥决策的关键。本文在多无人机协同任务分配的基础上,分析了有人/无人机编队协同作战的突出特点,着重研究飞行员工作状态对参与任务分配的各无人机作战效能的影响,建立了基于飞行时间和工作负载的飞行员工作状态评价模型,并对传统无人机作战效能函数的数学模型进行改进,提出了有人机飞行员工作状态影响下的无人机效能评估模型。针对有人/无人机混合编队协同作战想定,进行了仿真计算。仿真结果表明：飞行员工作状态会对无人机的任务效能和编队的任务分配结果产生显著影响, 同时说明在有人/无人机混合编队的效能评估和任务分配过程中,飞行员的工作状态影响是不可忽略的因素。     

基于改进卡尔曼滤波的激光补给无人机跟瞄方法研究

激光供能为无人机长时间工作提供了保障,但是激光供能对捕获、跟踪和对准(APT)系统具有较高的要求.本文针对无人机距离地面补给站远、激光跟踪延迟、无人机供给能量不足等问题,提出一种基于自适应卡尔曼滤波算法,采用当前统计模型构建,通过残差检测对无人机模型进行实时的修正,加快位置更新速度,实现激光对无人机的最优跟踪.经过仿真...     

基于PC104无人机网络视频系统的构建

无人机网络视频系统是无人机的重要组成部分,现在提出了一种基于PC104工控机的网络视频系统构建方案,从视频数据采集、压缩及传输等多个方面探讨无人机网络视频系统的构建过程并给出了网络视频系统主要部分的软件实现方案。最终实现了无人机网络视频系统的构建,实验结果表明,基于PC104无人机网络视频系统具有可靠的数据处理、传输、显示质量,可应用于监控、勘测等领域。     

有人/无人机协同空地作战关键技术综述

有人/无人机协同作战是C4KISR体系下一种典型的作战方式,综合有人/无人机协同作战在各国的研究及进展情况,给出了有人/无人机协同作战指挥控制系统的结构,按照空域和时域两个方面分析了有人机、无人机两个平台的组成部分及协同控制功能,归纳出协同作战所需要解决的关键技术,并且给出了一个在典型作战任务想定下的作战情报指令及控制...     

基于单片机的无人机真空速测量系统设计

为了测量无人机真空速,设计了基于单片机的无人机真空速测量系统。根据真空速和动压静压的关系式,采用分段线性插值的算法,测试了0-5 000 m高度的实际真空速值,得到的结果相对误差均不大于4%,能够满足系统精度要求。测试结果表明:该系统具有良好的稳定性,能实时准确地测量出真空速值。     

基于支持向量机的无人机视觉障碍检测

自主障碍检测与回避是无人机低高度飞行时保障其生存性的一项关键技术,有重要的研究意义。通过对机器视觉原理的研究,考虑到支持向量机方法能同时减小匹配难度和计算量,实时性能、泛化性能良好,故采用该方法通过离线监督学习,将无人机前视图像分割为天空与非天空2部分,并将非天空部分作为需要回避的障碍,实现无人机基于视觉的障碍检测系统,为后续的视觉制导提供信息。实验结果表明,支持向量机能有效准确地实现图像的天空分割,并具有良好的泛化性能。