基于再生能源的极地漫游机器人研究及现场试验

研制应用于南极地区进行科考,基于再生能源的极地漫游者机器人系统。根据南极地区特有的地形、地面条件、温度、风速等自然条件对机器人系统结构、驱动、控制和能源系统进行分析与设计。为满足在南极冰盖地区持续漫游的需要选择时间分布更为均衡的风能作为机器人能源方案,选择更适合该机器人结构的垂直轴风力发电机系统。为提高机器人能源使用效率而选择轮式驱动结构和轮内电动机方案。设计差动式连杆与可调式摆腿结构,提高其通过能力和平稳性。并赴南极中山科考站进行现场测试,结果表明该机器人对中山站站区附近不同地面条件的适应力较好,对障碍的通过能力满足要求,再生能源系统可为机器人提供稳定的能源供给。但现场试验也暴露出机器人转向模式、能源捕获效率和控制模式上与环境特点不匹配的问题,需要通过进一步研究和试验进行改进。     

油气田环境巡视小型无人飞行器航姿控制系统

针对小型无人飞行器在油气田现场采集信息时的高精度控制问题,提出一个自适应卡尔曼滤波算法来获得高精度姿态信息,并采用优化模糊控制方法构建航向控制算法．基于航向误差在线调整飞控参数,为远程控制中心提供精确的油气田现场信息来提高决策效率．最后,通过一系列的仿真和实际飞行试验验证了该方法的有效性．     

一种具有通用性的无人飞艇飞行控制系统

本文从实用的角度出发,介绍了一种具有通用性的无人飞艇飞行控制系统。该控制系统的导航部分基于捷联航姿系统（SIAHRS）和GPS,制导与控制部分采用具有很强适用性和鲁棒性的PID算法,对控制输出进行了平滑滤波,另外通过对艇囊压力的控制确保了在不同飞行高度下艇囊的安全及低阻外形。在9-30m长的各种飞艇试飞实验及成功应用表明：该飞控系统具有很强的通用性,工作稳定可靠,飞行控制效果优良。     

高空双曲面幕墙安装

内蒙古财经大学体育馆外墙为高空双曲面幕墙,其设计复杂,造型奇特,对防火、保温、绿色节能等要求较高,且在安装过程中也存在不少技术难点。通过采用测量放线、埋件安装及校正、三维建模、钢龙骨安装、面板安装、校核调整等工序,并对材料检测、安装质量、幕墙打胶施工质量进行严格把控,最终顺利地完成了幕墙的安装,不仅提高了施工质量,而且也降低了施工成本,缩短了工期,具有较好的社会效益和经济效益。     

仿生振动翼推进器模糊控制实验研究

在水洞中对月牙尾鳍状的振动翼进行了水动力学实验，并讨论了St 数、相对攻角、无量纲振幅、相位 差为涡流控制参数的振动翼仿生推进的涡流控制方法．在尾鳍推进器平台上进行自由航行实验，结果表明，通过模 糊控制方法主动控制振动翼的St 数以及其余涡流控制参数，可以有效地减小平台的功耗，获取更高的游动速度，平 台游动速度最高达1.87 m/s，同时振动翼尾鳍的St 数被控制在0.4 ～ 0.5     

基于增广LQG的小型无人直升机稳定控制

针对实现小型无人直升机悬停及航线飞行的目标,在建立小型无人直升机近悬停点线性模型的基础上,通过系统辨识的方法获得了两个解耦的线性模型,并基于此设计了增广线性二次高斯(LQG)控制器.该增广LQG控制器包含三部分:一是卡尔曼滤波器,用于估计未测量状态;二是传统的线性二次积分(LQI)控制器,用于稳定内环并消除目标控制信号跟踪稳态静差;三是前馈,用于加速信号跟踪.仿真与实际飞行试验验证了基于增广的LQG控制器不仅能够镇定住无人直升机的动力学,同时能够很好地跟踪参考控制信号.     

妙趣横生的柔体潜艇模型——“机器鱼”

两年一度的“挑战杯”全国大学生学术科技竞赛于今年10月下旬在重庆大学举行,这里我们向广大模型爱好者介绍北京航空航天大学参赛并荣获一等奖的项目“鱼类运动仿生研究及其柔体潜艇模型——机器鱼”(见照片)。这条机器鱼是国内首次研制成功的仿生鱼,长0.8米,重约800克,在水中游动时仅有脊背露出水面,动作十分逼真。     

水下仿生机器鱼的研究进展IV——多仿生机器鱼协调控制研究

本文探讨了多仿生机器鱼群体游动协调的问题，这是仿生机器鱼技术研究的一个新的 方向，目前尚无人涉足．首先研制了一套具有高效、高机动性的微小型多机器鱼平台，提出 了基于AGENT的网格算法进行多机器鱼的定位和协调控制，利用该实验平台，进行了多机器 鱼对抗和多机器鱼协调过孔的实验研究．     

微小型飞行器航向系统设计

从实用的角度出发,给出了微小型飞行器的航向系统(包括航向测量和航向控制)体系结构．设计了地磁航向、捷联航向、GPS航向等3种常用的航向测量手段在微小型系统中的实现方案,分析了其各自的优、缺点,提出了一种实用的、基于数据融合的航向获取方法．在航向测量的基础上,又设计了针对微小型飞行器的航向控制方案,并应用于某小型固定翼飞行器的飞行控制系统中．进行了自主飞行试验,取得了预期的试验效果．     

仿生机器鱼动力电源管理专家系统设计

提出一种基于专家系统控制策略,能监控电池充电、放电并实现电池单元自动切换控制的直流动力电源管理专家系统。该动力电源管理专家系统软件采用模块化设计,硬件采用光电隔离手段。将动力电源管理专家系统应用在SPC3-UUV仿生机器鱼平台上,试验结果表明该系统在机器鱼长航程巡游过程中运行良好,实现了电源的科学管理和实时控制,有效提高了可靠性。