基于插补导航的全自主旋翼机设计与控制

为了解决传统旋翼无人机因手动遥操作而导致飞行不稳定的问题,研究了基于插补导航的全自主旋翼机的设计与控制方法。首先,根据导航系统和地面站,获得当前无人机与目标点之间的位置姿态关系;然后基于插补控制算法,利用机载控制器输出相应的能够控制无人机稳定飞行的脉冲宽度信号,实现脱离手动遥操作的四旋翼无人机全自主飞行控制。最后,通过全自主插补导航飞行仿真与实验,验证了该全自主无人机设计的可行性。结果表明,该全自主控制架构能够有效地模拟遥操作信号,实现无人机的全自主飞行控制,且具有更高的稳定性。

太极计划激光链路构建地面模拟控制系统研究

太极计划需要通过激光捕获指向系统实现两颗卫星之间超长距离(3×10^(6)km)的激光链路构建,并且实现1μrad的捕获精度以及10 nrad/Hz(1 mHz~1 Hz)的指向抖动控制精度。空间引力波探测提出利用星敏感器(STR)、互补金属氧化物半导体(CMOS)捕获相机以及四象限光电探测器(QPD)等三级探测器逐步构建双向激光链路的方案,并最终通过差分波前传感技术(DWS)测量的高精度姿态信息来实现超稳的激光指向抖动控制。目前该方案仍处于理论论证阶段。为了测试该方案,采用实验室现有激光捕获指向一体化的光学系统以及一块ZYNQ芯片的自研板卡,尝试实现整个激光链路构建过程的全自主控制流程。实验结果表明:在大气环境下,成功自主完成了双向激光链路的构建,最终对应到实际系统望远镜前的捕获精度达到了0.07μrad,指向控制过程的控制精度在太极计划的敏感频段内达到了9.7 nrad/Hz,能够满足任务需求。实验成功验证了激光链路构建方案的可行性,为下一步太极计划激光链路构建控制系统工程实施阶段的板级实现奠定了基础。