小型单旋翼无人直升机系统的设计与实现

针对无人直升机动力学建模与飞行控制方法研究的问题,构建了一个由空中飞行平台、数据传输设备以及地面监控平台组成的小型单旋翼无人直升机验证系统.系统中空中飞行平台由Raptor-50型直升机和自主研制的飞行控制系统组成,可以实现不同飞行模态下飞行状态的测量与记录功能;数据传输设备完成小型单旋翼无人直升机机载电子设备与地面站间的通讯传输功能.地面监控平台用于监控飞行状态以及实现人机交互等功能;地面监控平台用于监控飞行状态以及实现人机交互等功能.通过实际的飞行测试,所构建的系统能够满足小型单旋翼无人直升机系统建模与控制方法的研究内容对系统性能的要求.

单旋翼电动无人直升机辅助授粉作业参数优选

不同类型的农用无人直升机的结构不同,旋翼所产生气流到达作物冠层后形成的风场也有较大差异,对应的风速、风向和风场宽度等参数对花粉的运送效果直接影响到授粉的效果(母本结实率)、作业效率及经济效益。该文采用单轴单旋翼电动无人直升机,根据正交试验设计法设计了3因素(飞行高度、飞行速度和飞机及负载质量)3水平的正交试验,通过考察平行于飞行方向(X向)、垂直于飞行方向(Y向)、垂直地面(Z向)3个方向上的峰值风速(X、Y向越大越好,Z向越小越好)、Y向风场宽度(越宽越好)、动力电池的压降(放电越慢越好)3个指标,对单旋翼电动无人直升机用于水稻制种辅助授粉的田间作业参数进行优选,试验结果分析表明:SCAU-2型单轴单旋翼电动无人机在峰值风速>1 m/s时对应的水稻冠层有效风场最宽可达8.1 m,最窄为4.9 m,该机型在所设计的试验条件下基本能满足传播花粉的需求;该机型在水稻冠层所形成风场的峰值风速主要受飞机的飞行速度、飞机及负载质量、飞行高度影响,且随着飞行速度的降低、飞机及负载质量的增加、飞行高度的降低,其峰值风速有逐步增大的趋势。结合有效风场宽度及电池电量消耗程度来考量,3种主要因素的主次排序及其较优水平依次为飞行速度1.56 m/s、飞机及负载质量14.05 kg和飞行高度1.93 m。该结果可为其他单轴单旋翼电动无人直升机用于水稻制种辅助授粉的田间作业参数设置提供参考,而且也可为制定基于农用无人直升机的水稻制种辅助授粉作业技术规范提供依据。

适用于任何恶劣气候的无人直升机设计

这是一种专门用于运输货物的飞机,它超越了小型无人机和有人驾驶直升机的操作限制,采用串联旋翼配置,可以承受强风并在山地等恶劣环境下飞行。无人直升机由地面上的飞行员远程控制,可以参与搜索和救援任务,损害评估检查和空中调查。这一创新设计成功应用了交通设计和A级曲面建模方面的专业知识,具有挑战性和创新性。

小型四旋翼无人直升机自适应优化控制

针对小型四旋翼无人直升机姿态稳定及位移跟踪控制问题,提出了一种新的控制方法.根据牛顿-欧拉方程及刚体理论建立了小型四旋翼直升机的动力学模型,并利用二次拟合实验建立了旋翼升力和输入控制信号之间的关系模型.将自适应优化(Adaptive Control-Optimization,ACO)控制方法运用于小型四旋翼直升机控制系统中,实现了小型四旋翼直升机的姿态稳定及位移跟踪控制.实际飞行实验表明,自适应优化控制方法在小型四旋翼直升机姿态及位移控制中相对于传统的自适应控制方法,具有很好的实时性和鲁棒性.

基于自适应逆控制方法的小型四旋翼无人直升机姿态控制

以上海交通大学工程训练中心运动控制实验室自行研制的小型四旋翼无人直升机为研究对象,搭建了姿态控制实验系统.根据牛顿-欧拉方程建立了小型四旋翼直升机的动力学模型,首次将自适应逆控制(AIC)方法运用于小型四旋翼直升机控制系统中,实现了小型四旋翼直升机的姿态稳定控制.仿真结果和实际飞行实验表明,AIC方法在小型四旋翼直升机姿态控制中具有很好的实时性和鲁棒性.

小型无人直升机单目视觉FastSLAM研究

针对无GPS环境下的小型无人直升机自主飞行问题,提出了基于Rao-Blackwellized粒子滤波(RBPF)的快速同时定位和地图创建(FastSLAM)方法,采用Fast SLAM算法实现了小型无人直升机在GPS环境下的单目视觉SLAM系统。该系统机载的单目摄像头通过尺度不变特征转换(SIFT)算法进行地标的提取和匹配,采用视觉观测和惯导数据融合的方式来对飞机的状态量进行估计同时建立地标地图,采用非延迟的反深度参数化方法来完成地标在三维空间的初始化。仿真实验验证了所用方法的稳定性和有效性。和常规GPS/INS(惯性导航系统)的实际飞行对比实验表明,该系统在姿态、速度和位置等方面均有较高的估计精度,能够在无GPS环境下为小型无人直升机提供可靠的导航信息。

小型无人直升机超低空飞行时下洗流场数值分析

为了研究小型植保无人直升机超低空飞行时下洗流场的特征,利用Solid Works软件和Ansys Workbench软件建立全尺寸物理模型并抽取外流场,使用ICEM软件对模型进行网格划分,运用Fluent软件对小型无人机超低空飞行进行三维数值模拟研究.数值分析结果表明:小型无人直升机超低空飞行时下洗流场的主要运动形式为垂直向下运动,同时伴随有周向旋转运动和径向收缩运动;在旋翼0.8R(R为旋翼半径)位置下方,下洗流场速度最大;随着高度的降低,下洗流场速度逐渐减小,水平方向速度分布逐渐趋于平缓.获得的下洗流场数据为小型植保无人机的设计提供了参考依据.

中国开发出小型多旋翼无人机X-M20 可攀爬5000米

近日,中国直升机研究与发展研究院表示,中国已开发出小型多旋翼无人机X-M20,可攀爬5000m。有媒体分析,中国已成为全球直升机市场的主要参与者。直升机已经在12系列直升机中掌握了50多个型号,使其成为世界七大直升机制造商之一。小型多旋翼无人机可用于多种任务,如边境巡逻,反恐,线路巡逻,地理调查和交通监控。X-M20电动小型无人机采用独特的俯仰控制技术,使其在无人机市场上独树一帜。据了解,X-M20的重量仅为20公斤,其服务上限可达5000米,抗风能力可达7级。该机型拥有出色的续航能力,小型无人机可飞行约一小时,最大有效载荷为5km。

旋翼与螺旋桨的“异同”

螺旋桨是一种旋转式推进器,可以通过涡轮螺旋桨发动机产生推力或拉力。与固定翼飞机上的螺旋桨只产生推力或拉力不同,一些小型无人机、直升机上用的旋翼主要靠旋转来产生升力。螺旋桨和旋翼除了应用的领域不同,还有哪些差异?桨叶尺寸大有不同螺旋桨和旋翼都是航空器上重要的动力部件,螺旋桨主要用于大型无人机和一些固定翼飞机,旋翼多用于直升机和小型无人机。

用无人机反无人机

近年来，无人机行业快速发展，微小型无人机在民用领域的普及趋势正逐步呈现，由此带来的低空安全问题也日益突出。多旋翼无人机、遥控直升机、轻型／超轻型飞机等民用消费级无人机操作简单、价格便宜、获取容易、可随时随地起降，因而其应用也越来越广泛。由于其飞行高度低、