电容式硅微加速度计在小型飞行器上的应用

低成本传感器的应用是小型飞行器迅速发展的现实要求,将MEMS传感器技术结合飞行器应用是一个全新的前沿发展方向;对电容式硅微加速度计在小型飞行器上的应用进行了研究,提出此类加速度计存在输出不完全的问题,创新性的给出重力补偿解决方法;通过分析加速度计的误差,并做静态实验以修正,推导了加速度计的工作函数;最后由振动实验,证明在小机动飞行状况下,电容式硅微加速度计能够满足小型飞行器的控制要求.     

微型飞行器的仿生感知与控制

微型飞行器是无人机家族的新成员,它体小质轻的特点决定了它对所需传感器的质量、尺寸、能耗和性能有严格的限制,根据常规传感器已经很难设计出具有良好飞行性能的厘米级微型飞行器。一些学者根据飞行生物感觉器官的工作原理,设计了多种性能优异的仿生传感器。在概述了仿生传感器,特别是光流传感器的研究和发展现状基础上,分析了仿生传感器的研制所涉及的关键技术,讨论了它在微型飞行器控制中的应用前景     

室内微型飞行器实时路径规划算法研究

路径规划是实现飞行器高度自主导航的重要环节之一。为实现微小型飞行器在未知复杂室内环境中的实时路径规划,提出一种无记忆A*算法。该算法针对传感器探测范围有限、环境中存在动态障碍物,且对规划实时性要求较高问题,精炼了路径规划过程,并在代价函数计算、开启集更新方式等方面对传统A*算法进行了改进,实现了室内微小型飞行器实时动态路径决策和引导功能。仿真结果证明了该算法的实用性和高效性。     

轴向压缩悬臂梁压电双晶片动静态特性研究

研究施加轴向压缩力于悬臂梁压电双晶片端部以增大端部输出位移和力的问题,对其进行了有限元分析,并推导了弹性力学解析解及模态方程,得到了符合程度较好的结果。研究结果表明,在120V电压及5.5N轴向力作用下,端部阻塞力达0.25N,输出位移较原来增大3倍以上(达5mm),而一阶特征频率随轴向力增大而加速减小。当轴向力达到一阶临界屈曲时,一阶特征频率趋于0,但当轴向力取一阶屈曲力的70%时,其1阶固有频率仍有45Hz,相较于普通伺服舵机有较大的优势,可有效提高微小型飞行器的操稳性。     

微扑翼飞行器的尺度律研究与仿生设计

通过分析飞行动物扑翼飞行中的各种物理参量对飞行特性的影响,得出了能为微扑翼飞行器设计所利用的规律。根据几何相似原理,利用基于量纲的尺度分析从本质上揭示了扑翼飞行中各种物理参量之间的相互联系。分析发现,几何尺度对微扑翼飞行器在翼展、翼面积、翼载荷、展弦比和扑翼频率等总体设计参数的影响趋势和对飞行动物相应物理量的影响趋势一致,但在具体量值上有所差异。根据扑翼飞行动物统计分析得到的尺度律设计并制作出了实际可飞的微扑翼飞行器。     

一类微扑翼驱动机构的双重建模与仿真

微扑翼飞行器是一个多学科交叉的研究领域，驱动机构的设计与制作是其中的关键环节。针对单曲柄双摇杆类型的驱动机构，首先建立了其相关参数的数学模型，然后用Visual C＋＋等软件开发了驱动机构设计计算模块。最后在ADAMS环境下建立了此类型驱动机构的仿真模型，并进行了运动学仿真，所得参数曲线与相应的数学模型曲线完全一致，验证了参数数学建模的正确性。本文工作为同类型驱动机构的设计与优化提供了理论基础，对其他类型的驱动机构也有很好的借鉴意义。     

某仿蝉翅膀气动功率特性的分析

针对某一特定形状仿蝉微飞行器的翅膀,进行了瞬时功率特性以及平均功率特性的分析.通过仿真,分析了翅膀在3种典型转动模式下的瞬时功率特性、平均功率与攻角幅值的关系,以及最大功率 平均功率比值与攻角幅值之间的关系.结果表明,该型翅膀超前模式下的平均转动气动功率对攻角幅值的变化比较敏感;滞后模式下转动气动功率最大峰值 平均值的比值对攻角幅值的变化也比较敏感;而平均拍动气动功率和攻角幅值之间的关系可近似地认为与模式无关;拍动气动功率最大峰值 平均值的比值和攻角幅值之间的关系也可近似地认为与模式无关.     

Implementation of VxWorks in autopilot for micro aerial vehicle based on PXA255 and FPGA

The overall hardware construction of autopilot within micro aerial vehicle is presented.The boot process of VxWorks real-time operating system as well as the conception and function of board-support package(BSP)is described.And the transplantation process of the VxWroks operating system into the hardware platform mentioned above is highlighted.It is shown from the final results that VxWorks has high stability and real-time performance,ensuring accurate flight control and a smooth flight of the micro aerial vehicle.     

国外有人/无人机协同作战研究现状与发展趋势

针对现阶段无人机智能化程度相对有限的问题,分析有人/无人机协同作战。梳理有人/无人机协同作战 的概念、特点需求及历史概况;描述美国、俄罗斯、英国等国有人/无人机协同作战的研究现状;结合科技进步与战 争形态发展,重点梳理有人/无人机协同作战的关键技术,对有人/无人机协同作战的发展前景进行展望。结果表明, 该分析可为我军发展有人/无人机混合编队提供参考。     

新型弹载压电舵机驱动器方案设计及力学分析

为了同时增大压电双晶片驱动器的输出位移和输出力矩,并提高弹药内部的空间利用率,提出一种新型弹载后屈曲预压缩压电双晶片(Post-buckling pre-compression, PBP)舵机驱动器方案。该驱动器通过压电双晶片的层叠来增大驱动器设计空间,再利用一组角位移连杆放大机构来调整其设计空间,进而达到同时增大输出位移和力矩的目的。对驱动器建立了测量输出力矩的静力学数值模型以及端部带有舵面的刚柔耦合拉格朗日动力学方程及其有限元模型。通过静力学分析、强度校核以及瞬态动力学分析,得到数值结果和有限元结果,两者总体符合程度较好。静力学结果表明,新型PBP驱动器较原PBP驱动器同时增大了输出转角和力矩,设计空间增大了80%以上,并且在最大输出力矩情况下,各部件满足强度要求;动力学结果给出了驱动器机构内部的能量传输及分配特性,以转动惯量为1×10^-2 kg·mm²舵面作为驱动对象时,控制带宽可达到300 Hz,明显优于普通微型伺服舵机。因此所设计的方案可以为以内部空间狭小、高控制带宽为特征的各类微小飞行器(Micro aerial vehicle, MAV)舵机驱动器的研制提供参考。