基于RBF神经网络的三轴云台自适应滑模控制

针对云台系统在日常运转过程中,易受到外界非线性干扰、参数时变等不确定因素影响的问题,提出了一种基于径向基函数神经网络(RBFNN)的自适应滑模控制方法。根据对云台系统工作时性能状态进行分析,建立了动力学模型;利用扩张状态观测器实现对内外部环境扰动量的实时预测,从而获取到神经网络自学习的信息;通过Lyapunov分析法推导出云台系统的滑模控制率,并采用一种新型饱和函数消除了滑模抖振对系统带来的影响,也使得控制量切换时更加具有连续性。仿真结果表明,所提三轴云台控制策略与普通滑模控制方法相比,控制精度更高且抗干扰能力更强。

基于STM32F4的机载三轴云台控制器设计

为获取低空高分辨率可视光谱图像信息,本文设计一种以小型无人机为搭载平台的三轴云台。系统采用嵌入式微控制器STM32F429作为主控单元,相机采用6轴运动处理传感器MPU6050的角速度信息作为速度环的反馈,通过串行扩展总线与云台主控单元通信,使用低通滤波进行姿态解算。系统采用三相脉冲宽度调制PWM信号对直流无刷电机进行控制,实现控制电机转子平滑过渡到任意角度。为了验证该系统的可靠性,将此云台搭载在六旋翼无人机上进行性能测试,结果表明挂载该云台获取无抖动高分辨率图像能够满足实验要求。

基于三轴云台的飞行仿真器精度验证试验设计

针对基于三轴云台的飞行仿真器定位控制精度考核,设计了验证试验方案,采用全站仪进行目标点位空间位置坐标测量。利用缩比飞行轨迹进行模拟,模拟验证结果表明,试验方案设计合理,试验结果精度较高,满足使用要求。

一种多旋翼无人机三轴云台的陀螺解耦方法

机载三轴云台用于补偿载体姿态变化和振动等外界干扰,保持光学成像传感器视轴惯性空间稳定。本文提出了一种三轴陀螺空间解耦算法,实现了三轴陀螺与三轴电机空间的完全解耦,有效提升了云台的响应速度和稳定精度。通过实际挂载飞行证明,该方法在提升云台图像质量方面具有重要的工程应用价值。

机载三轴云台抗干扰方法分析

针对三轴云台易受多种干扰影响从而导致控制效果下降的问题,分析了云台系统主要的干扰源及扰动的表现形式,提出了基于扩张状态观测器(ESO)与LQR速率跟踪器的复合抗干扰方法,应用ESO观察内外扰动并补偿,应用LQR速率跟踪器跟踪无人机扰动角速率,采用MATLAB/SIMULINK软件搭建仿真平台,将传统PID控制与此复合抗干扰方法进行比较,仿真结果证明此方法提高了三轴云台的抗扰能力,有效地提高了系统的控制质量。

机载三轴云台的ESO_LQR复合控制方法

针对机载三轴云台在工作时受多种复杂情况干扰的影响,传统的线性二次型调节器(LQR)可能无法快速隔离扰动从而导致系统鲁棒性变差的问题,提出扩张状态观测器(ESO)_LQR复合控制策略,通过ESO实时观测估计云台电机转轴上的非线性扰动并对其进行补偿以提高LQR姿态角控制器的鲁棒性,提高了机载三轴云台系统的控制品质。通过仿真验证了该方法可以有效克服无人机机动及云台内部控制器耦合带来的力矩干扰,有效提高了系统的控制质量。

基于扩张状态观测器的无人机云台系统控制算法

针对无人机(UAV)三轴云台增稳控制中变量耦合的问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的无人机云台系统控制算法。首先,建立了无人机机载云台期望角的姿态解算算法模型;其次,构建了无人机机载云台位置环和速度环的串级比例-积分-微分(PID)控制回路;最后,引入ESO对机载云台角速度项在线实时估计,解决角速度项由于高耦合、多外扰导致的难以直接测量的问题,并对各通道的控制输入进行补偿。实验结果表明,所提算法在无指令、有指令和综合任务场景下的角度均方根误差分别为0.2357°、0.6317°和0.9463°,与传统PID算法相比,所提算法的角度误差分别降低了69.43%、53.29%和50.43%。可见,所提算法对外界扰动的抗干扰能力更强,控制精度更高。

轻小型高精度机载稳定云台设计与研究

为降低无人机在飞行过程中的抖动对图像采集造成的极大影响,设计了一款轻小型、高精度、大负载的三轴云台。从稳定云台的结构设计、静力学仿真、动力学仿真、样机组装、挂飞试验等方面进行了全流程研究,为机载稳定云台的研发提供了系统的研究方法,具有重要的参考价值。

无人机三轴稳定云台的模糊PID控制

以无人机三轴稳定云台的内框作为研究对象,将自适应卡尔曼滤波算法与模糊PID控制算法相结合,提出了一种基于自适应卡尔曼滤波的模糊PID控制算法.经过Matlab仿真实验表明,相对于经典PID控制算法和模糊PID控制算法而言,该算法在无人机三轴稳定云台的控制上,不仅响应速度快、精度高,而且对控制干扰噪声和测量噪声也起到了较好的抑制作用.

三轴体感云台VR交互控制系统

随着机载云台技术的不断发展以及VR技术蕴含的巨大可能性,人们开始追求更优良的沉浸式视觉模拟体验。为降低体验者的操作难度,设计了一种基于STM32F1单片机及现有VR技术的三轴体感云台VR交互控制系统,通过体感来控制镜头转向进行拍摄,低延迟无线传输视频信息至显示系统,实时获得广范围监控视角,同时三轴云台机械结构与PID算法结合,增稳防抖性能良好。通过搭建实物进行测试,系统能够便利实现体感控制和人机交互,能在多种环境下达到预期效果。

三轴视频跟踪激光云台控制系统的设计

基于多旋翼无人机平台,搭建了以STM32F405系列ARM单片机为核心器件的控制系统,研究设计了具有视频跟踪和障碍清除功能的三轴激光云台。通过采用高精度陀螺的角度及加速度信息,驱动3个轴向的直流力矩电机,使云台上搭载的摄像机及激光发射器的指向与锁定目标在惯性空间保持不变,实现目标锁定和自动跟踪,系统稳定精度控制在0.02°以内,达到较好的视轴跟踪稳定性及激光器切割的准确性,实现精准切割。

一款具备90度收放悬挂式三轴增稳云台的无人侦察机

本项目旨在设计一款具备90度收放悬挂式三轴增稳云台的无人侦察机,该侦察机的特点在于其三轴增稳云台和全复合材料机身设计。悬挂式三轴增稳云台能够实现横轴90度收放和其他两轴120度的转向,同时采用平台增稳以及集成模块化设计,可以进行模块化更换。而全复合材料机身设计使无人侦察机结构更加轻质高强。

基于无人飞行器双镜头三轴自稳云台装置设计与实现

具有垂直起降、稳定悬停的微小型多旋翼无人飞行器,广泛应用于目标追踪、海洋检测、渔政、边防等民用和军用领域。针对无人机的这些不稳定载体设计一套三轴双光机载云台,镜头上安装姿态采集电路板,这里称作姿态板,姿态检测电路板由陀螺仪芯片、加速度计以及UKF滤波算法组成,获得镜头的姿态数据,发送给云台主板,主板获得姿态板的数据进而调整电机的转动方向和转动速度,实现了云台稳定的目的。

基于虚拟现实技术的远端临场机器人的设计

本设计是将虚拟现实技术和远端机器人结合,以STM32F411为主控芯片,通过三轴云台,结合虚拟现实眼镜中的矢量传感器,使云台加双摄像头可以模拟人的头部运动和双目视觉效果。摄像头捕捉的画面实时显示在虚拟现实眼镜上,系统通过SPI模块和无线传感网络实现相互联系,配合移动控制平台和遥控器实现对远端环境的全方位查看,使用者看到的画面具有真实感和现场感,该设计具有一定的应用价值。