无人机变距电推进系统动力学模型的建立

针对应用于中小型无人机上的变距电推进系统动力学建模问题,首先,基于叶素理论和等效电路模型推导变距电驱动系统的非线性模型结构,该模型由一阶惯性环节与非线性混合项组成;其次,搭建试验平台,介绍了测控系统的软硬件设计方案,并给出了系统辨识所需参数的采集方法;最后,给出了动力学模型参数辨识的方法,根据辨识结果建立系统的仿真模型,通过对比仿真结果与实际数据,验证了本文模型的准确性。

基于学科竞赛对民航院校大学生创新创业能力培养与实践的探索

学科竞赛作为大学生创新实践能力提升的实践平台,是一种重要的教育方式,它能够激发学生的创新创业意识,锻炼创新创业能力,在民航院校中更是如此。在新时代创新驱动发展战略的持续号召下,通过制订学科竞赛计划、加强教师指导等措施来建立以学科竞赛为依托的具有民航特色的大学生创新创业能力培养与实践的长效机制。这不仅在未来能够促进学生的创新创业能力以及实践水平,还为培养更多的创新创业人才打下了坚实基础,在更高层面,也为“智慧民航”的建设滋养了内生动力。

轻微型无人机电动力系统动力学模型建立

针对数字电子调速器、无刷直流电动机和定距螺旋桨组成的典型轻微型无人机的电动力系统,以推导和辨识的方法建立动力学模型。首先,结合组成部件的输入输出特性,考虑到轻微型无人机的低速工况,以部件级推导方法建立的电动力系统动力学模型由线性项和非线性项混合组成。其次,给出轻微型无人机电动力系统的动力学模型参数辨识方法。采用特制编码盘等惯量替代螺旋桨,使用动态响应结果辨识线性项参数,使用稳态关系辨识非线性项参数。最后,通过特制的地面测试台架,验证建模方法的正确性。

无人机动力系统实践课程的方案设计

无人机动力系统实践课程是高校无人机专业教学的重要组成部分。通过设计无人机动力装置测试平台软硬件和配套实验课程,提出无人机动力系统实践课程的设计方案,旨在提高学生对无人机动力选型总体设计能力及实践动手能力,增加课堂深度并提高教学质量。

基于多传感器卡尔曼滤波的无人机喷洒系统精确流量获取方法

针对现有技术中工况流量测量易受干扰、精度低的问题,提出一种植保喷洒系统中精确流量获取的方法。通过融合低成本液面传感器和流量传感器等多传感器采集的流量数据,使用卡尔曼滤波法对流量数据进行估计和滤波,并在实物平台上进行流量传感试验。试验结果表明该方法能有效抑制信号波动,提高传感器输出准确度。

无人机电动燃油泵流量控制系统设计

电动燃油泵具备可靠性高、功率密度大和响应快等传统燃油泵不具备的优势,其流量的精确、迅速供给将有效提升无人机的飞行性能;但是其存在大范围流量测量精度低且控制性能不达标的缺点。对此,文章提出使用多传感器对流量测量方式进行改良,并融合数据测试、反馈数据处理和PID控制技术共同完成对电动燃油泵的流量控制软硬件环境的实物验证。结果表明电动燃油泵在该控制方法作用下能得到满足要求的稳态和动态输出流量。

复合翼垂直起降无人机直驱混合动力系统验证设计与试验建模方法

针对传统复合翼垂直起降(vertical take-off and landing,VTOL)无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)垂直机动时间短的固有缺陷,提出了一种应用油电混动技术的直驱混合动力系统拓扑结构。面向起飞质量约15~20 kg的复合翼垂直起降无人机对直驱混合动力系统的软硬件进行开发与选型,设计出了满足上述起飞质量下功率需求的直驱混合动力系统。为对动力系统的设计方法进行验证并在探究其特性规律的基础上建立简化的直驱混合动力系统数学仿真模型,搭建了能够在地面模拟搭载直驱混合动力的复合翼垂起无人机飞行工况与工作模式的直驱混合动力系统地面一体化验证平台。基于此验证平台,设计了直驱混合动力系统特性一体化探究试验方案,采用试验建模法建立了简化的直驱混合动力系统的稳态与动态数学仿真模型,通过仿真与实物对比试验分析法,验证了试验方案的可行性与模型准确性。直驱混合动力系统配装复合翼垂直起降无人机搭建飞行验证平台并完成垂直机动飞行试验,试验过程中,全系统工作正常,飞行验证平台垂直机动时间超过预期指标。飞行试验结果表明,直驱混合动力系统设计方法是正确且有效的,动力系统具有良好的功率输出表现,能够改善复合翼垂起无人机垂直机动时间短的固有缺陷。

轻微型无人机活塞发动机测控与建模方法

针对活塞发动机应用到油电混合动力无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)系统中燃油经济性的不确定性,基于Arduino平台开发了一套轻微型无人机活塞发动机测控试验台,给出了试验台总体设计方案,介绍了测控系统的总体架构和功能。基于多元线性回归数据处理方法,对测控试验台采集到的数据进行处理,在MATLAB中将发动机等燃油消耗率曲线和等功率曲线拟合成三维模型,获得了活塞发动机万有特性曲线,在此基础上建立了活塞发动机稳态模型。此外,采用实验建模法在Simulink软件中建立了轻微型无人机活塞发动机动态模型,通过模型数据与实物数据进行对比,验证了建模方法的有效性。结果表明,测控试验台具有较高的稳定性与良好的精度,所建立的活塞发动机数值模型能够较好地表征发动机稳态与动态响应过程,该建模方法能够寻找到轻微型无人机活塞发动机工作高效区间。

基于机载模型的航空动力装置的在线解耦控制

针对航空动力装置工况点的不确定性及传统的静态解耦方法不能满足工况点的变化的情况,提出了基于机载LPV模型的在线解耦控制方法。方法在传统PID控制和前馈补偿解耦的基础上,进一步采用机载LPV模型实时解算出的系统参数输入到解耦器中,再以相对增益判据去判断在此时工况点下系统的耦合程度,并得到对应工况下的前馈解耦补偿,从而完成在线解耦控制。以电驱动变距螺旋桨动力装置的双回路控制系统的在线解耦为例,建立仿真系统验证该在线解耦方法的可行性和有效性。仿真结果表明:上述在线解耦控制方法改善了解耦效果,且能更好地适应耦合被控对象工况点的变化。