微型无人机超宽带通信链路性能分析

建立了基于载波的微型无人机超宽带通信链路模型,研究了超宽带尺度-时延移动通信信道模型,给出了符合数据传播特性的高斯脉冲波形以及直接序列超宽带尺度-时延Rake接收方法,对超宽带无人机通信链路接收性能以及误码率特性进行了分析并依据测试数据对系统进行了仿真.仿真结果表明基于载波的直接序列扩频超宽带体制适合微型无人机通信链路进行测控和数据传输.     

微型飞行器电磁导引头定位方法分析及验证

对微型飞行器电磁导引头的定位方法进行研究,设计了适合于在微型飞行器平台上使用的电磁导引头原理样机。详细介绍了电磁导引头的定位原理;根据信号的自由空间传播模型,建立了定位测量方程,推导了定位方法;利用仿真的方法分析了测站数、测量误差等对定位结果的影响;介绍了开发的原理样机结构并给出了标定和实验结果。     

基于TRIZ理论的微扑翼飞行器翅翼运动的规划

为了产生使微扑翼飞行器上升的升力,翅翼在下拍时的面积要尽可能大,而上拍时要尽可能小。针对这种物理矛盾,应用TRIZ理论的动态法,提出了近30种翅翼运动规划方案,其中许多是不曾采用过的。为新的翅翼驱动机构的设计提供了一定的基础。     

四旋翼微型飞行器的区间二型模糊神经网络自适应控制

针对四旋翼微型飞行器控制系统中存在不确定性、外界干扰等影响控制精度的问题,提出了基于区间二型模糊神经网络(IT_IIFNN)的四旋翼微型飞行器自适应控制方案.首先,根据四旋翼微型飞行器的动力学模型,设计了基于IT_IIFNN的四旋翼微型飞行器自适应控制器,该控制器由两部分构成,其中IT_IIFNN用来在线逼近系统不确定性;鲁棒补偿器用来实时补偿IT_IIFNN的逼近误差以及外界干扰.其次,利用Lyapunov稳定理论证明此飞行器控制系统闭环稳定性.最后,通过四旋翼微型飞行器样机来验证IT_IIFNN自适应控制器的优越性.验证结果显示,在加入风速为1.5 m/s的外界干扰条件下,跟踪误差可近似达到10-2.结果表明,IT_IIFNN自适应控制器具有良好的跟踪精度、稳定性及鲁棒性.     

非协同方式多微小型飞行器区域覆盖多目标的弹道建模与设计

为提高微小型飞行器（MAV）群对作战目标侦察攻击的适应能力,建立多MAV非协同方式区域覆盖多目标问题模型。应用云模型模拟MAV的起飞点坐标值,应用蒙特卡洛方法模拟起飞方向角度值,建立与问题模型相关的目标区域模型、MAV探测模型、起飞点模型、初始飞行方向模型和弹道模型。为提高优化设计效率,在对期望覆盖率指标进行了稳定性分析的基础上,确定计算期望覆盖率的最小模拟次数。应用多目标遗传算法对建立的多目标问题模型进行了求解,得到了非协同方式条件下多MAV区域覆盖的弹道设计方案。从MAV的探测半径与目标区域半径的比例关系出发,对这些方案适于解决的问题进行了分析。该弹道降低了MAV控制难度,兼顾了覆盖率、MAV数量和航程3个目标。     

Indoor MAV auto-retrieval using fast 6D relocalisation

This paper develops and evaluates methods for performing auto-retrieval of a micro aerial vehicle (MAV) using fast 6D relocalisation from visual features. Auto-retrieval involves a combination of guided operation to direct the vehicle through obstacles using a human pilot and autonomous operation to navigate the vehicle on its return or during re-exploration. This approach is useful in tasks such as industrial inspection and monitoring, and in particular to operate indoors in GPS-denied environments. Our relocalisation methodology contrasts two sources of information: depth data and feature co-visibility, but in a novel manner that validates matches before a RANSAC procedure. The result is the ability of performing 6D relocalisation at an average of 50 Hz on individual maps containing 120 K features. The use of feature co-visibility reduces memory footprint as well as removes the need to employ depth data as used in previous work. This paper concludes with an example of an industrial application involving visual monitoring from a MAV aided by autonomous navigation.     

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。     

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.     

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。     

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(°)。