基于Pixhawk飞控的硬件在环仿真系统设计

Pixhawk飞控在民用无人机(UAV)领域得到广泛应用。为了在Pixhawk飞控上实现硬件在环仿真功能以达到验证飞控飞行性能的目的,设计了基于Pixhawk飞控的四旋翼无人机硬件在环仿真系统。通过构建四旋翼机体模型,实现模型在电机转速信号的驱动下输出位姿数据;位姿数据传输到飞控并重构为模拟传感器数据,飞控内核对传感器数据处理后输出电机转速信号驱动模型飞行,由此构成飞控硬件在环的仿真环路。在测试中使用相同航线进行了仿真飞行与真实飞行,并计算2种飞行模式数据的相关系数,系数普遍高于0.85,表明获得了较为逼真的仿真效果。

无人机结构数字孪生体构建技术研究及应用验证

围绕数字孪生的关键技术展开了研究,基于结构健康监测技术、物理信息系统构建技术、多信息融合的实时仿真技术和时变式仿真技术等,构建了无人机的结构数字孪生体,解决了无人机结构的健康诊断与实时仿真问题,为提升无人机结构健康管理积累了一定的工程经验。

无人机机载振动测量系统与数据归纳方法研究

为了得到无人机振动试验载荷谱,设计了出一种机载轻量化振动测量系统并给出了振动测量数据的归纳方法。首先,采用“上位机-采集模块-传感器” 3层式结构,设计出结构紧凑型机载轻量化振动测量系统;其次,针对TX25A型垂直起降无人机的发动机安装面进行了振动数据测量;然后,对时域信号进行多项式趋势消除和平滑处理,并进行了频谱变换;最后,基于正态容差限法对功率谱密度谱进行了归纳,并编制成振动载荷谱。提出的无人机振动载荷谱归纳方法易以通过MATLAB编程实现,具有工程化的可操作性特点,可为无人机振动环境试验和耐久性试验确定环境条件,具有实际的工程意义。

气象监测仪抗台风力学仿真分析

为了提高布设在海岛和岛礁的气象监测仪设备的抗台风力学性能,提出了一种单杆斜拉式结构的气象监测仪,并利用有限单元法进行了仿真分析。首先,利用有限单元法建立单位面积和单位长度横杆的等效线压力模型;其次,构建了气象监测仪设备的整机有限元模型,并基于商用有限元程序插入大位移柔性绳索的等效模拟单元;最后,对气象监测仪整机进行正面和侧面受力分析,计算结果显示:气象监测仪设备在37 m/s的风速下的最大应力为58.5 MPa,远小于结构件的屈服强度,分析结果表明该气象监测仪的设计能够满足海岛和岛礁的抗风布设要求。