基于空中回收的运载火箭尾舱挂取方案设计及仿真分析

运载火箭空中回收的挂取过程是整个回收过程中最关键的环节之一。针对运载火箭尾舱空中挂取的全流程,开展了将直升机作为回收平台的钩取装置设计,主要包括拉力传感器、过载保护装置、减载装置以及末端的执行机构。翼伞和减速伞从火箭尾舱的底部弹出,挂取装置可通过挂取翼伞顶部的牵顶伞实现对回收体的挂取操作。通过对挂取过程的仿真分析可以看出,回收体的质量增大时,过载显著增加,而当翼伞的收伞时间增加时,减载效果明显。

基于全频谱共享的三维轨迹和功率优化方法

当前蜂窝系统频谱资源极度短缺,免授权频谱因而被建议在蜂窝系统中使用。无人机(UAV)的飞行轨迹和功率控制对频谱利用效率有重大影响。然而,基于频谱共享的3维轨迹和功率优化方法却鲜少研究。为此,该文首先提出一种全频谱共享方法,即无人机通过控制上行蜂窝用户和设备到设备(D2D)用户的发射功率,在不影响WiFi设备正常传输的前提下使用免授权频谱;同时无人机也能够在不影响其他下行蜂窝用户的前提下使用授权频谱。然后基于提出的全频谱共享方法,该文构建了无人机电池能量约束下的3维飞行轨迹和发射功率的联合优化问题。为了求解提出的复杂多变量耦合的非凸优化问题,该文采用块坐标下降和连续凸逼近方法将原问题转化为3维轨迹优化和功率控制两个凸优化子问题并迭代求解。大量仿真结果证明提出的基于3维轨迹和功率优化的全频谱共享方法能够显著提高频谱利用效率。

无人机辅助蜂窝网络的模式选择与资源优化

研究了无人机(UAV,unmanned aerial vehicle)与蜂窝网络共存下的无线通信资源分配和优化方案。为了提高网络频谱利用率,无人机用户以全双工(FD,full duplex)或半双工(HD,half duplex)设备对设备(D2D,device-to-device)技术复用蜂窝频谱资源接入网络。此外,构造了一个联合接入控制、模式选择、功率控制和资源分配优化问题最大化网络的整体吞吐量,并保证无人机用户和地面蜂窝用户的服务质量要求。为解决这个问题,首先利用凸优化的第一阶段方法分别对全双工和半双工两种设备对设备模式进行接入控制和可行性判定。然后,对可接入无人机用户对使用凸凹过程(CCCP,convex and concave procedure)迭代算法求解功率控制问题。利用该局部最优值,原优化问题可以简化为加权最大化问题。最后,通过库恩-芒克斯(KM,Kuhn-Munrkes)算法对最优信道资源进行匹配,获得系统的全局最优吞吐量值。数值结果表明,所提方案能显著提高系统性能。

一种新型多旋翼无人机着舰装置及安全边界评估方法

[目的]为解决旋翼无人机在海上无人平台应用时的自主安全着舰问题,开展旋翼无人机着舰装置及其安全评估方法研究。[方法]以多旋翼无人机为对象,基于“鱼叉–格栅”式助降装置原理,设计一种新型的“V形足–网”式着舰装置。建立无人机和甲板的多刚体动力学模型,通过ADAMS在不同横摇幅值和周期条件下开展着舰过程仿真,得到无人机着舰的姿态变化过程、着舰临界周期和稳定时间。[结果]仿真结果显示,相比普通着舰装置,“V形足–网”装置具备更高的对接冗余度,可适应更小的横摇周期和更大的横摇幅值,并可更快达到姿态稳定。[结论]研究表明,所设计的装置相比普通装置安全性更优异,通过仿真得到的装置安全边界,可为无人机着舰控制提供参考依据,进而提高无人机在海上平台的自主着舰可靠性。

一种带操作指示装置的绝缘斗臂车操作平台

随着绝缘斗臂车智能化的发展,绝缘斗臂车的操作越来越不易被作业人员快速掌握,甚至在出现突发情况时出现手忙脚乱的情况。研究出一种带操作指示装置的绝缘斗臂车,该斗臂车的操作系统在每个操作动作的按钮上增加一个操作指示灯,作业人员可以通过指示灯的颜色进行判别动作的可行性,同时在该动作不可继续操作时还会有蜂鸣声进行提醒。结果证明:该绝缘斗臂车更容易被作业人员所掌控。

基于动力源分类的无人机起飞方式综述

无人机的起飞方式在作战中是个关键因素,决定了无人机作战的灵活性、机动性和高效性等。随着科技的发展,无人机的起飞方式已由最初的滑跑起飞更新换代至多种多样。对无人机起飞方式进行了研究,根据动力源不同将无人机起飞方式分为势能膨胀力作为动力源起飞、电磁力作为动力源起飞、气体反冲力作为动力源起飞和人力作为动力源起飞4大类。对每种无人机起飞方式的工作原理和优缺点进行了详细阐释并列举出了相应的无人机型号,对无人机起飞技术的发展趋势进行了展望。

架空乘人装置变坡点掉绳保护装置检测方法的优化分析

针对架空乘人装置的部分结构特征,结合自身的相关工作经验就现有的检测方法进行深入研究和探讨,对架空乘人装置掉绳保护装置的工作原理和动作过程以及目前现有的检测检验方法进行阐述和说明,并在现有检测检验方法的基础上再进行优化,提出相对较为合理的改进方案,再对改进后的检测方法和辅助装置进行详细的阐述说明。

煤矿架空乘人装置PLC电气自动控制系统功能分析与设计

煤炭行业属于我国重要的能源支柱行业,在煤炭开采过程中,辅助运输是非常重要的,其工作质量能够直接影响整个煤炭开采的生产效率。架空乘人装置属于重要的人员辅助运输设备,近年来受到了矿山企业的普遍重视,也是矿井现代化建设的重要指标内容,对其进行研究具有一定现实意义。本文结合可编程控制器技术(Programmable Logic Controller,PLC),进行了煤矿架空乘人装置PLC电气自动控制系统设计与程序设计,并取得了一定研究成果,希望本文的研究内容能够为煤矿架空乘人装置系统设计提供一定理论支持。

架空乘人装置智能监控系统研究与设计

针对目前煤矿架空乘人装置智能化程度低、运行监测不全面等问题,提出了一种基于PLC控制器控制、分布式传感器检测的驾空乘人装置智能监控系统。该系统可通过上位机及PLC控制器配合控制,实现装置的自动启停、自适应调速等功能,同时可对装置运行状态进行远程实时监测,有效提高煤矿架空乘人装置运输智能化程度。

面阵数字航测影像快速辐射校正方法与实现

随着计算机软硬件的发展,特别是可编程图形处理单元(GPU)框架计算统一设备架构(CUDA)的不断进步,使得利用CUDA开发影像快速处理应用的需求大幅增加。本文在分析国产大面阵航测相机DMZⅡ辐射特性的基础上,提出了基于C UDA的面阵数字航测相机全色子影像快速辐射校正方法,阐述了具体实现步骤和线程配置方法,并利用DMZⅡ相机在某试验区获得的影像数据,开展快速辐射校正算法性能测试。结果表明,相较于传统中央处理器(CPU)串行编程方法,本文提出的方法可提高超13倍的计算效率,且逻辑明确,实现简单,可为开发类似影像快速处理需求的相关应用提供技术参考。

CC-YOLOv5:改进的YOLOv5用于无人机航拍图像目标检测

由于无人机航拍图像的背景较为复杂,小尺寸目标较多,不同目标的尺度差异较大,且算法部署于资源有限的边缘设备上,难以同时兼顾检测的准确性和实时性。一方面,传统的单阶段检测算法可能会使特征图的融合不充分,造成目标特征信息的丢失,导致检测精度不高。另一方面,复杂度较高的两阶段检测算法在边缘设备上又难以满足实时性的要求。针对以上问题,基于YOLOv5框架提出了一种改进的CC-YOLOv5算法。首先,在Backbone部分集成CBAM模块,丰富网络获取的目标特征信息,降低网络的复杂度;其次,通过改进YOLOv5的FPN层,使其能够更好地进行特征融合,提升检测性能。最后,实验结果表明,在VisDrone2019数据集上,mAP达到了33.5%,比YOLOv5m提高了3.3个百分点;在边缘计算设备Nvidia Jetson Nano上,针对640×480图像的平均检测时间为0.095 s,满足了实时性要求。

某型航空相机快门模拟装置设计与实现

针对某型长焦距航空相机快门使用寿命受限的难题,文中以单片机为核心,通过快门信号的输入处理技术、输出驱动接口技术和抗干扰设计,研制快门模拟装置替代真实快门工作。通过软件设计实现协调快门上紧、开放与快门调速同时进行又互不干扰,模拟快门复杂工作过程,从而减少快门工作次数损耗,延长相机使用寿命。经测试,快门模拟装置具有自检功能,易于接插和悬挂,能够满足快速、方便的通电要求,并解决实际快门使用寿命受限的问题,保证相机的正常使用。

基于YOLOv4-tiny的无人机全自动跟踪方法

配有视觉系统的无人机在民用和军事领域都有广泛的应用。在实际的军用过程中,利用机器视觉自主侦察和打击空中小型目标是提高无人机空中作战性能的关键。提出了一种装载于四旋翼无人机上的嵌入式目标检测与跟踪方法,该方法基于Jetson Xaiver NX机载设备,采用YOLOv4-tiny作为深度学习架构,训练特定空中目标模型,结合双目相机D435i对无人机获取的影像进行实时检测和三维重建。同时针对短时间遮挡的问题,采取卡尔曼滤波器来辅助跟踪目标。此外结合无人机跟踪控制策略模块,确保四旋翼无人机能在多种因素下自主平稳跟踪空中目标物体。根据户外飞行实验的结果,验证了该全自动嵌入式系统框架在复杂环境中对目标进行检测与跟踪的可行性与鲁棒性。

架空乘人断轴保护装置的设计及应用

为保障井下工作人员安全,设计一种新型的架空乘人断轴保护装置。重点介绍了该断轴保护装置的组成结构以及安装固定方式,分析了液压系统的工作原理,并进行实际应用。结果表明,该装置可以通过液压系统以及高精度位移传感器来实现对架空乘人装置的紧急制动,有极高的应用价值。

长距离多水平转弯架空乘人装置设计浅析

在架空乘人装置的选型设计与整机布置过程中,为论证长距离架空乘人装置选型设计方案的可靠性,对架空乘人装置的设计方案、技术性、经济性和创新点等进行了分析对比,形成了一套完整的理论体系,避免了多水平空间转弯架空乘人装置掉绳情况,解决了煤矿多水平上下人的难题。

折臂式高空作业车回转工作台的设计

随着交通、建筑、煤矿等建设需求的不断增加,作业场合变得越来越复杂,作业难度也随之增加,对高空作业车的性能和功能要求也越来越高。为此,为应用较为广泛的折臂式高空作业车设计了回转装置,以单轴支承装置为主体,设计上、下托架结构,并进行有限元分析,以检验上下托架的结构强度和刚度是否满足要求,同时,对小臂受力变化后的受力分析也进行了计算。回转装置的设计使折臂式高空作业车在复杂作业环境中能顺利作业,并极大地提高了作业效率。

矿用井下架空乘人装置在煤矿中的应用与发展

本文详细介绍了矿用井下架空乘人装置的定义、分类、工作原理、优缺点,分析了并探讨了其未来发展方向和创新应用,同时,也阐述了矿用井下架空乘人装置在煤矿中存在的问题,并提出了应对措施。

油菜无人机飞播装置设计与试验

针对丘陵山区油菜种植面积逐步扩大和平原地区稻油茬口矛盾突出的生产现状,结合无人机飞播作业不受地形限制、作业速度快、工作效率高和适用范围广等优点,该研究开发了与极飞P20四旋翼无人机平台配套的油菜无人机飞播装置和控制系统。分析确定了飞播装置种箱、充种漏斗、槽轮等的结构参数,并研制了相应的控制系统。在分析无人机飞播质量影响要素基础上,建立了无人机旋翼气流场仿真模型,并以充种漏斗长度和槽轮转速为试验因素开展台架试验。仿真分析和台架试验结果表明,旋翼气流场对油菜种子的空中漂移运动轨迹有较大影响,根据获得的无人机飞行速度与槽轮转速关系模型,确定了旋翼气流场对种子影响较小的参数组合:导种管出种口与无人机旋翼距离300 mm,充种漏斗长度53 mm,槽轮转速10~50 r/min、无人机飞行速度2~4 m/s。场地试验表明:导种管出种口横向距离为1.1m,无人机飞行高度为2~2.5 m时,无人机有效作业幅宽2.15~2.45 m,种子分布均匀性变异系数为32.05%~34.78%,装置作业性能较好,满足油菜农艺种植要求。研究结果可为油菜无人机飞播配套装置设计提供参考。

微型飞行器的研究现状及其关键技术

介绍微型飞行器的概念及其功能特点 ,重点综述了目前国内外微型飞行器的研究现状 ,归纳出微型飞行器的六大关键技术和目前存在的主要问题 。

基于能量收集的UAV-D2D网络资源分配算法

为更好地利用周围环境中的射频信号能量,提升终端直连(D2D)通信的运行时间和无人机(UAV)通信的频谱利用率,该文提出一种基于能量收集的UAV-D2D网络资源分配算法。考虑UAV最大发射功率和移动性约束,蜂窝用户和D2D用户的最小速率约束,建立了系统和速率最大化的多变量耦合资源分配问题。利用连续凸近似和变量替换方法将混合整数非线性规划问题转化为凸优化问题,并利用拉格朗日对偶方法获得闭式解。仿真结果表明,所提算法具有良好的收敛性能,并能够有效提升系统容量。