基于无人机平台的智慧农业系统研究与应用

智慧农业是利用数字技术、数据分析和人工智能等先进技术手段,对农业生产进行精细化管理和智能化决策的一种新型农业生产模式。它可以通过实时监测、预测和调控土壤、气象、水文、植物生长情况等各方面信息,为农业生产提供高效、经济、环保的解决方案。无人机的应用给智慧农业发展带来了巨大推力,既可提高农业工作的效率、降低成本,同时也为智慧农业更加智能化、精细化提供了必要的技术支持。因此,课题组通过分析基于无人机平台的智慧农业发展现状,剖析无人机在智慧农业中的应用优势和应用场景,重点对数据获取端的数据感知系统功能、农业植保无人机任务载荷系统功能、农业植保无人机和农情监测无人机选型进行了详细论述。

逆向工程技术在植保无人机模型重构中的应用

逆向工程是产品在设计时所使用的一种技术型手段和思路,加快了产品升级更新速度,可以大幅度降低产品在“设计—完善—制造”过程中的各项成本。植保无人机是当前无人机应用的主要方向之一,在农业植物保护作业中扮演着重要的角色。基于此,文章通过剖析逆向工程技术的应用领域和工作流程,详细分析了3D扫描技术和逆向建模方案设计。以植保无人机典型结构机翼为例,进行逆向工程建模,运用Solid Edge平台的无人机机翼逆向建模技术,通过数据平滑、区域识别与拟合、轮廓绘制、“蓝面”处理、模型实体化及渲染等关键环节,完成了无人机机翼的逆向建模。仿真结果表明,该逆向建模方案具有方便、高效、易于理解的特点,对后续阶段的研究与应用有一定参考价值。

可重复使用飞行器再入姿态的区间二型自适应模糊滑模控制设计

针对具有强非线性、多变量耦合特性的可重复使用飞行器(RLV),同时考虑模型参数不确定性和外界干扰对飞行器再入姿态跟踪的影响,提出了一种基于区间二型自适应模糊滑模的姿态控制方法。首先,建立飞行器再入动态模型,并基于反步思想将控制模型转化为姿态角和角速率相关子系统。其次,将模型参数不确定性和外界干扰视作子系统非线性项的一部分。再次,采用区间二型模糊系统逼近子系统非线性项,并结合自适应技术和滑模控制方法分别设计虚拟控制量和实际控制量。此外,引入一阶低通滤波器用以处理子系统虚拟控制律。通过Lyapunov方法的分析证明了闭环控制系统的稳定性,且飞行器姿态跟踪误差可收敛于原点附近的小邻域。最后,利用飞行器的数值仿真验证了所设计控制方法能有效跟踪飞行器参考指令,且对外界干扰有较强的鲁棒性。

飞行机电作动系统故障诊断技术综述

飞行机电作动系统故障诊断技术对提高航空器作动系统的可靠性、保证航空器安全运行具有非常重要的意义。基于故障诊断技术在飞行机电作动系统应用中遇到的问题和挑战,首先介绍了飞行机电作动系统故障诊断技术的研究现状与意义。其次,特别关注了新颖故障、闭环控制对故障诊断技术发展的限制,以及故障诊断技术审定与验证的挑战。最后,探讨了飞行机电作动系统故障诊断技术亟待解决的问题及可能的研究方向。

飞控机电作动系统典型故障模式影响分析

飞控系统采用机电作动成为多电/全电飞机的主要特征,飞控机电作动系统的故障模式复杂、故障影响不确定,是符合性验证和适航审查的重点。为了解决不同故障模式的故障注入试验层级不确定的问题,对机电作动系统中的典型故障模式进行故障机理和建模方法研究,考虑系统中非线性和不同系统设计的影响来开展故障注入和影响仿真分析。研究结果表明,轴承卡顿、载荷路径结构故障对系统的影响只与此故障类型相关,符合性验证和适航审定时仅需从舵面级注入故障;而电机绕组短路、传动机构间隙过大对系统的影响不确定,同非线性和具体系统设计相关,需要从系统内部进行故障注入。

机电作动系统非指令振荡信号的故障影响分析

多电/全电飞机的发展使得机电作动系统(EMA)逐渐应用于飞机舵面的作动,其故障模式和故障影响问题是适航审查的重点。为解决机电作动系统中非指令振荡信号导致的故障模式及故障影响不明确的问题,分析了振荡信号的产生机理、产生位置及表现形式,对变频率、变幅值的振荡信号在机电作动系统中的故障传播和影响展开研究。结果表明:系统架构会改变振荡信号波形,传感器输出振荡信号对系统的故障影响最大,系统舵偏角输出与振荡信号同频率变化,且频率在0.2~3 Hz、8~10 Hz的振荡信号会引发电磁转矩与舵偏角不可接受的振荡,振荡信号幅值影响系统跟踪指令的速度。

机电作动系统故障影响分析与故障检测方法

机电作动系统是飞机中安全的关键元件,为达到民用飞机的高可靠性要求,需要对机电作动系统故障模式及影响进行分析。基于机电作动系统机理分析,选取典型故障模式,并通过故障建模与仿真分析故障影响及故障特征。基于FFT分析,提出将总谐波失真值THD作为故障特征的重要评价指标,以获取显著的故障特征,为机电作动系统故障检测提供理论基础。

基于DSP的电动舵机用高速串口通信设计

介绍一种基于DSP的高速串口通信方法,利用DSP芯片内部SCI模块与外部驱动电路连接,采用RS422通信协议,实现高速串口通信。DSP采用C语言对通信数据进行打包、收发、解析等编程处理;上位机采用LabVIEW图形化的编程语言简化底层驱动编写,实现串口通信应用程序的开发。实验结果表明,通过上位机发送指令,利用RS422通信电路能实时、有效实现电动舵机控制。