基于PR的无刷直流电机控制技术

针对无刷直流电机(BLDCM)在运行过程中电感、电阻等电机参数会随着磁路的饱和、温度升高而发生改变,从而导致电流矢量控制中交叉耦合项不准确,系统控制精度下降等问题,提出一种基于比例谐振(Proportional Resonant,PR)的无刷直流电机控制技术。该技术采用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略驱动BLDCM,将比例谐振控制器代替传统PI调节器,取消PI调节器中与电机参数相关的前馈补偿项和解耦项,减少坐标旋转,进而减小控制算法实现的难度,提高控制系统的鲁棒性。MATLAB仿真分析,无刷直流电机比例谐振控制技术能够有效抑制电机稳态时输出转矩的抖动,同时增强电机的带负载能力。

智能小车的软件控制设计与实现

以单片机控制模块、遥控模块、避障模块、循迹模块等模块为硬件基础,介绍智能小车自动循迹功能,小车可以自动沿着规定的路线行驶,具有一定纠偏的功能;小车在前方遇到障碍时可以立即做出反应,自动左转或右转来躲避障碍,实现自动避障功能;也可以通过遥控器来控制小车的启动、停止、左转、右转、后退等动作;以及车可以随着墙壁的变化而沿着其行走,具有一定纠偏的功能。

倾转四旋翼飞行器垂直飞行状态气动特性

综合采用基于滑移网格技术的计算流体力学(CFD)方法与悬停状态气动干扰试验方法,对倾转四旋翼(QTR)飞行器垂直飞行状态的流场进行模拟与试验,研究飞行器垂直飞行状态气动特性以及部分参数对气动特性的影响。结果表明:倾转四旋翼飞行器在垂直飞行状态,前后旋翼之间干扰不明显,但旋翼与机翼的干扰明显;旋翼旋向对旋翼与机翼的干扰不同,右旋时,机翼气动力占旋翼拉力的15%,左旋时占旋翼拉力的9%;飞行器在垂直运动过程中,会引起在前飞方向的分力和低/抬头力矩变化;飞行器在垂直下降过程中,旋翼会进入涡环状态,机翼的存在有效降低了涡环状态的破坏作用,涡环降低气流对机翼翼尖冲击作用。该结果有助于飞行器的设计与安全飞行。

多旋翼飞行器涡环状态数值模拟

旋翼类飞行器在进入涡环状态时极易发生安全事故。采用基于非结构网格的滑移网格技术对多旋翼飞行器的气动特性进行了数值模拟,并进行了试验验证。分别模拟了多旋翼飞行器垂直下降状态和30°斜向下下降状态时的流场,得到该状态下多旋翼飞行器的气动特性和滑流区流场规律,并分析了力与功率的变化规律。研究发现:多旋翼飞行器在垂直下降状态和30°斜向下状态均会进入涡环状态,在垂直下降速度为4 m/s时,多旋翼飞行器已经处于涡环状态,旋翼的拉力损失会达到15%,旋翼功率随下降速度的增大先增大后减小,且不同旋翼拉力大小和功率大小不一致。当30°斜下降速度为4~6 m/s时,多旋翼飞行器处于涡环状态。该结论可为多旋翼无人机的安全飞行提供参考。