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.

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.

基于ORB的交叉双旋翼无人直升机视觉跟踪控制系统

为了使交叉双旋翼无人直升机在全球定位系统(Global positioning system,GPS)信号不稳定的情况下实现对目标的视觉跟踪,设计了一种交叉双旋翼无人直升机视觉跟踪控制系统。首先,设计了一种视觉模块,对跟踪目标进行图像处理,利用基于方向性快速的特征点检测和旋转BRIEF(Oriented FAST and rotated BRIEF,ORB)描述子特征匹配和矩形检测,获取跟踪目标的中心点像素坐标,通过相机模型和旋转矩阵解算出跟踪目标的中心点实际位置。然后,设计了一种跟踪控制模块,采用串级比例积分微分(Proportional-integral-derivative,PID)加前馈的控制结构,为了限制极限位置和最大加速度,位置控制中采用平方根控制器,姿态控制中设计了一种交叉双旋翼姿态控制机构。之后,通过飞控地面站搭建仿真环境,对添加视觉模块的飞行控制系统进行仿真验证,结果表明,无人直升机可以很好地跟踪到视觉模块输出的期望位置。最后,进行实验验证,在设定最大飞行速度为1 m/s的条件下,姿态角最大为8°左右,位置与期望位置之间的误差最大为0.08 m,可以实现交叉双旋翼无人直升机对目标的视觉跟踪。

一种共轴双旋翼无人直升机旋翼及操纵系统设计

文中对共轴双旋翼无人直升机旋翼系统进行剖析,参考通航共轴双旋翼直升机的旋翼系统设计经验,结合无人直升机的特性,确定旋翼及操纵优化设计思路。根据共轴双旋翼无人直升机的总体参数,计算分析旋翼系统关键结构件的受力情况,进行旋翼系统机构设计并对关键件进行强度分析。通过使用动力学分析软件,分析旋翼及操纵系统的控制方式,对旋翼及操纵机构的总距变化进行运动仿真,以供相关工作者参考。

各领风骚的无人驾驶旋翼直升机

军事需求的不足以及研究经费的严重短缺，使无人侦察直升机的发展步履艰难，技术进步十分缓慢，这就使它的有效作战半径，与那些相对廉价的固定翼无人飞行器相比，一直处于劣势的地位，尽管如此，作为种全新的UAV概念，我们深信无人驾驶旋翼直升机仍然有着广泛的发展空间。

舰艇作战系统海上动态对准技术研究

针对舰艇服役后作战系统对准工作的空白,对作战系统在海上动态情况下的对准方法及工程实现进行了研究,提出了采用搭载BDS定位系统及龙伯球角反射体的旋翼无人直升机作为海上标定物,以BDS差分定位作为真值获取手段的舰艇作战系统动态对准新方法。该方法原理清楚,成本较低,方便舰员操作,可与舰载雷达动态标校工作同时实施,具备较高的军事和经济价值。