基于自适应遗传算法的小型无人旋翼机系统辨识方法

提出一种基于自适应遗传算法的小型无人旋翼飞行器系统辨识方法.通过机载传感器设备,系统采集小型无人旋翼机的输入信号(舵机的控制信号)和输出信号(飞行器的姿态及速度等信息);经过数据预处理后,利用自适应遗传算法构建小型无人旋翼飞行器高精度动力学模型,并通过仿真和实验对模型的有效性进行验证.实验表明,基于本文提出的动态模型,小型无人旋翼机可以精确完成悬停和前飞任务.

基于仿生眼异向运动原理的超小型无人旋翼机定点着陆新方法

基于仿生双眼的异向运动原理,提出了超小型无人旋翼机野外定点着陆的一种新型定位方法,并且根据眼球运动的神经回路,建立了眼球异向运动控制模型。对该控制模型进行了仿真实验,并将仿真结果与双目异向运动的生理学特点作了对比,对比结果表明该模型符合双眼异向运动的生理学特点,能自适应地实现双目异向运动。最后,在仿真的基础上,分析了影响超小型无人旋翼机野外定点着陆的因素。这种新型的方法与传统的视觉方法相比,可以消除盲区,从而克服了野外定点着陆的不准确性。

超小型旋翼机系统的输出跟踪控制器设计

针对复杂的超小型旋翼机系统,利用牛顿-欧拉方法建立了其系统动力学模型,包括了希勒翼的动力学;为了简化控制器设计,利用奇异扰动理论,把复杂的动力学模型降阶为两个子系统,即平移动力学和姿态动力学;采用非线性逆动力学设计了输出跟踪控制器。仿真结果表明该控制器能够跟踪理想的运动轨迹,并能达到稳定的内部姿态和有界的控制输入。

一种小型无人倾转旋翼机全包线飞行的参数估计方法(英文)

小型无人倾转旋翼机的核心是飞行控制系统与捷联惯性导航系统(SINS)。针对小型无人倾转旋翼机的不同飞行模式设计了一套线性、计算效率高的捷联导航算法,为控制系统提供真实可靠的反馈参数。在直升机悬停与小速度飞行模式,利用加速度计与磁强计的输出计算测量姿态角并根据角度与角速率的关系设计低阶线性姿态估计算法,递推解算出MEMS陀螺的漂移特性,并实时补偿测量的角速率。在倾转与飞机飞行模式飞行器具有持续加速与高速的飞行特性,利用磁强计解算当前航向并引入GPS的速度与位置参数,设计了基于误差的线性Kalman滤波器,提高持续加速飞行状态的姿态估计精度。数值仿真表明在全包线飞行过程中设计的捷联导航算法具有良好的测量精度,并利用小型无人倾转旋翼机的飞行试验,验证了算法的估计性能与可靠性。

超小型旋翼机系统悬停状态的辨识仿真研究

建立了超小型旋翼机系统的非线性参数化模型.通过把非线性模型在悬停点线性化,得到用物理参数描述的系统姿态运动的线性模型;基于其离散状态空间模型,采用子空间方法进行线性系统识别.仿真结果表明:子空间方法可以较准确地辨识所推导的超小型旋翼机系统悬停状态的线性物理参数模型,从而能获得系统的一些难以准确计算或测量的主要物理参数.

超小型旋翼机平面转弯运动的神经网络补偿建模

采用神经网络补偿机理模型法进行超小型旋翼机系统的平面转弯运动建模。首先建立系统的非线性参数化模型,通过把非线性模型在平衡点线性化,得到描述系统平面转弯运动的线性机理模型;然后针对转弯运动,采用对角回归网络来补偿机理模型与非线性模型之间的误差,从而获得超小型旋翼机系统的平面转弯运动的混合模型。仿真结果表明,该混合模型比单纯机理模型有更高的精度,且所获得的补偿神经网络具有很强的泛化能力。

小型旋翼机机载辐射环境监测系统的设计与实现

利用小型旋翼机良好的机动性能和环境适用性,将小型旋翼机与传统的核辐射探测设备相结合,再通过软硬件的开发、无线通讯、GPS定位以及核数据处理技术的应用,研发了一套具有受地形环境影响小、可避免人员受到近距离辐射损伤等优点的机载辐射监测系统。介绍了系统的结构组成、工作原理以及关键技术难点,重点研究了系统关键模块的设计以及剂量率响应线性范围的测定。飞行实测结果表明,该系统可对环境中的放射性实时、准确地测量,可用于日常的辐射环境监测以及失控γ放射源的搜寻,为核应急提供了一种新方法。

小型旋翼机地面站导航系统

针对小型旋翼机的特点,设计开发一种人工遥控导航、自主导航与编队飞行相结合的小型旋翼机地面站导航系统。介绍小型旋翼机地面站系统构成,根据其飞行监测和控制要求,利用VC++可视化语言为开发工具,设计小型旋翼机地面站导航系统软件,讨论编队飞行队形方式,并以模糊控制原理对编队飞行控制进行算法研究。结果表明:该系统可进行飞行状态显示、姿态控制、数据存储、视频显示和航迹显示,为下一步研究一站多机的编队协同飞行控制奠定基础。

基于TMS320F28335的小型无人旋翼机数据采集系统

大气数据的采集对于小型无人旋翼机飞行的控制具有关键性的作用,针对小型无人旋翼机的飞行控制需求,利用数字式MEMS传感器和TMS320F28335芯片设计了一种装载于小型无人旋翼机上双采集装置的大气数据采集系统.通过传感器采集数据,实时解算出控制无人旋翼机飞行所需要的空速等数值,同时采用线性插值等算法来提高计算性能.该系统体积小,功耗低,抗干扰能力强等优点,能够满足小型无人旋翼机的需求,为小型无人旋翼机数据采集系统在实际中的应用做了一定的理论工作.

超小型旋翼机悬停状态下动力学建模研究

本文介绍在复杂环境下，超小型旋翼机实现在空中自主悬停状态下的姿态稳定和控制系统的数学建模方法，采用系统辨识方法获取悬停状态下超小型旋翼机的动力学数学模型，实现超小型旋翼机自主和半自主飞行。所研究的系统辨识建模方法是多变量、高偶合、非线性的时变系统建模的关键技术，这对于在机载平台上搭载天线和设备提供建模的分析方法和理论依据。

超小型旋翼飞行器飞行控制系统的减振设计

分析了无人直升机的振动源,通过建立减振模型,设计了一种塑性材料的减振器,并设计了模拟带阻滤波器来消除减振器由于其固有频率引起的共振的副作用。

超小型旋翼飞行器超视距遥控系统若干技术的探讨

本文对超小型旋翼飞行器的超视距遥控系统的若干技术进行了探讨。该系统除采用遥杆方式对超小型旋翼飞行器进行遥控,还可以实时接收超小型旋翼飞行器的飞行姿态信号,并在PC机上基于DirectX软件进行姿态重构,同时接收视频信号和GPS信号,并在控制界面上实时显示,具有易操作性、实时性好等特点。

基于视觉辅助导航的小旋翼机群编队穿越障碍技术

该文基于单目视觉定位方法和LiDAR激光测高滤波算法,结合主−从式无人机编队策略,提出了一种低精度GPS条件下多传感器融合的小旋翼无人机编队穿越障碍技术。通过对该旋翼机编队系统的硬件架构、传感器分配、机载自组织网络以及机载编队地面站软件接口等关键模块的设计,最终搭建了一套完整的旋翼机编队测试平台。在完成视觉定位算法、激光数据时域滤波、ROS下编队飞行等仿真验证的基础上,进行了室外测试场地实机编队飞行测试,并利用该技术实现了对多组随机位置的门框类障碍的编队穿越、在线路径规划、一键式起飞返航等编队飞行任务,验证了该技术在室外复杂飞行环境中的可行性。

旋翼飞行器结构模态分析与调整

对超小型无人旋翼机的机体进行了结构分析．先利用了CATIA的有限元分析软件包对结构动力学特性进行分析,计算出了旋翼机的各阶频率与振型。其后通过结构试验对其计算的结果进行验证,并且根据计算和实验的结果进行了结构修正。通过结构的调整和强化,超小型无人旋翼机的机体振幅有所减小,并根据机体的振型模态,飞行控制系统的各类传感器均安装在机体振幅较小的位置,改善了传感器的工作性能。

浅谈无人机在消防灭火救援工作中的应用趋势

为探索各类无人机在消防灭火救援工作中的具体应用,本文首先调查分析了消防救援队伍中无人机应用现状,对存在的主要问题开展了无人机续航时间、作业距离、负载能力和飞行速度等测试,然后对各类无人机的特性展开比较,继而得出了无人机未来在消防领域的发展方向,特别提出尚未投入消防救援应用的复合翼无人机及倾转旋翼机的应用前景。最后,结合消防灭火救援实际,给出倾转旋翼机、复合翼无人机、系留无人机、多旋翼小型机、四旋翼轻型机等机型分别适用的不同工作场景。

一种小型无人旋翼机高度信息融合方法

针对小型无人旋翼机在起降过程中由于地效、外扰作用造成的高度传感器量测信息不精确的问题,提出一种基于单目视觉信号的高度获取方法,利用改进的大津法及仿射不变矩的方法提高目标识别的准确性;并针对视觉图像受噪声干扰、气压传感器存在误差积累、GPS测量精度不精确以及超声量程有局限性的问题,提出一种基于残差信息的自适应卡尔曼滤波,将视觉信息、气压高度计、GPS和超声高度信息进行融合,以提高全量程的高度估计的精度.最后通过静态测试实验、自主悬停以及自主降落实验验证本方法的有效性.

直升机在二战中的崛起和应用

世界上最原始形态的直升机首次飞离地面始于1907年9月19日。但作为飞行器中一种新的种类,直至第二次世界大战爆发时,直升机仍处于初期探索和试验阶段。战争期间参战国中间只有少数几种型号实现了实战评估试验或试用。

全民飞行的未来进行时

说到人类对未来交通形式的梦想,最浪漫的莫过于拥有一双只属于自己的翅膀,这样不用付路桥费,也不用为停车位操心。这并不完全是幻想,出行的自由和便利已经成为个人交通的最大需求。和飞行汽车一样,在这种需求引导下,现代科技正为我们酝酿着各种个人飞行的可能性。对于当下的时代来说,这些高科技装备可能显得有些超前,甚至有些荒诞,然而一旦条件成熟,它们就极有可能给人类未来的交通方式带来一场新革命。

赛车技术被应用在空客的快速旋翼机上

欧洲的“清洁天空”研究计划自2008年启动以来,一直强调让该地区的中小型企业(SME)参与进来。在2014年启动的该计划第二阶段,将目光投向了航空航天业以外的公司。Fastcan项目就是其中一个典型案例。该项目始于2017年2月,涉及德国KLK Motorsport和Gerg Modell & Formenbau两家公司,他们将汽车设计和制造技术引入了航空航天领域,旨在为空客直升机公司的Racer高速旋翼机生产复合材料座舱结构件。

低空旅游 不仅是玩飞机

纵观全国,低空旅游项目已经遍地开花。与大众消费的结合,使得它被寄予了中国通航发展突破口的厚望。放眼全球,低空旅游也早已成为—项发展成熟的旅游项目,它的范畴也不仅仅局限于小型飞机或直升机,包括热气球、滑翔伞、旋翼机等在内的各类低空飞行器都得到了广泛运用。