非对称变距控制特性的动态测试研究

针对旋翼飞行器本体微型化提出了一种非对称变距方法,同时还对非对称变距的控制特性进行了动态测试研究.利用单片机C8051F020捕捉转过码盘外圈孔时光电传感器发出的脉冲信号,来测得电机转速的动态测速方法,设计了硬件电路、编制了相应的测速软件、搭建了动态飞行实验测试平台.通过大量实验,获得了横滚通道、俯仰通道和总距通道3个操纵通道与主轴电机转速的动态控制特性,以及偏航通道对主轴电机转速的影响.为进一步定量研究这种新型变距方法的机理和自主控制奠定了坚实的基础.     

小型飞行器MEMS姿态测量系统

针对目前可获得的微机电系统(micro electromechanical system,简称MEMS)惯性测量元件,提出一种用于小型飞行器的姿态测量系统实现方案,采用三轴加速度计和单轴速率陀螺构建系统,可满足飞行器加速度小于6g、角速度小于±300(°)/s的姿态测量需求。根据所选MEMS惯性传感器的特点,给出传感器的测试方案和测试结果,利用加速度计测量信息直接修正方向余弦矩阵来抑制姿态角的误差积累,并进行姿态测量试验。试验结果表明:系统以100Hz的频率更新姿态测量值,在满足姿态矩阵修正阈值的条件下,姿态测量误差小于1(°)。     

微型飞行器研究进展与关键技术

微型飞行器(MAV)突破了传统常规飞行器的设计和制作概念,是随着微米纳米科技和微电子机械系统(MEMS)的蓬勃兴起而发展起来的一个新的研究领域,国际上是一个研究热点。介绍了国内外各种MAV当前的研究发展状况,分析了MAV研制中的一些关键技术。     

仿生微扑翼飞行器的翅翼设计与优化

提出了微扑翼机构翅翼的共振激励放大驱动机理及其对翅翼的振动模态要求,并依据该机理用有限元方法研究了微扑翼飞行器的仿生翼设计和优化问题。通过对3种仿昆虫翅翼的模态分析,总结出能够满足共振激励要求的翅翼外型和翅脉布局,建立了参数化的自定义仿生翼模型。在此基础上,以翅翼的展弦比和翅脉关键点的坐标为主要参数,使用有限元优化方法,对仿生翅翼的模态优化进行了初步探讨。文中的建模、分析方法和结论对微扑翼飞行器的分析、设计和应用提供了一定的理论依据。     

基于PVDF压电传感器的微型扑翼机升力特性研究

采用一种新型方法测量微型扑翼机升力变化特性.在微型扑翼机机翼表面布置一矩形聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜作为传感器,根据PVDF输出信号判断微型扑翼机对应的升力变化,与传统扑翼机升力变化特性实验研究相比,该方法具有简单、快捷、准确等优势.同时该文研究了微型扑翼飞行器在水平放置及迎风状态时的升力特性曲线,探讨了扑翼频率、飞行速度及扑翼的迎角对扑翼飞行升力的影响.     

基于MEMS传感器微型飞行器航姿仪的硬件实现

针对微型飞行器(MAV)的特点介绍了一种基于微机电系统(MEMS)传感器的微型航姿仪,它包括三轴陀螺、三轴加速度传感器、三轴磁阻传感器和数字信号处理器(DSP).详细给出了系统整体方案设计和具体的硬件选型和接口设计,并对电路设计中的关键技术进行了说明.这种微型航姿仪具有体积小、重量轻、功耗低和工作可靠等特点.     

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．     

变结构优化控制在MAV姿态控制中的研究

研究微型飞行器姿态控制问题.由于微型飞行器（MAV）体积小,重量轻,使其容易受到外界干扰的影响,而且飞行器还具有非线性、变系数、纯延迟、惯性、交叉耦合等特点,更加大了对其进行姿态控制的难度.该文采用一种改进的遗传算法,与传统最优化方法相结合,快速地以较大的概率收敛到全局最优解,以此寻求优化控制.同时,利用变结构控制方法的滑动模态对系统干扰和系统摄动具有完全的自适应的特点又使外部干扰的影响减到最小.通过计算机仿真,表明该方法具有优良的控制品质和鲁棒性.     

一种超小型无人机超宽带通信信道模型研究

针对将超宽带无线信号应用于超小型无人机通信链路的低空传输环境,分析了信号传播可能遇到的各种地形、地物等因素对传输损耗的影响,选择修正的S-V多径信道模型,对选定的两个信号传播环境进行了仿真,并给出了信道的路径损耗、冲激响应、rm s时延扩展、平均超量时延、多径分量数目和功率延迟剖面,仿真结果表明该模型能够有效反映信道的特性参数,可为超宽带接收机的设计提供参考。     

Design of the autonomous micro helicopter muFly

In this paper, the design of two prototypes of the autonomous micro helicopter muFly is introduced. These prototypes have been built and flown in untethered test flights. The rotor configuration and steering principle selection of the prototypes are discussed according to the specifications, and the selection of a coaxial configuration with a swash plate steering of the lower rotor is justified based on dynamic simulation results. The two prototype designs are shown and discussed with special attention paid to their respective system integration issues, which are solved. Finally, the prototypes are compared and conclusions for future designs of autonomous micro helicopters are drawn.