无人机协同测控中SC-FDMA技术设计

针对无人机协同任务测控传输的多机接入问题,提出基于分布式任务分配模型的高动态SC-FDMA技术。通过将贪婪原则、信道动态分配机制和多用户接入技术结合,利用集中映射方式设计子信道数目可调的映射规则,配置各无人机节点所占用子载波数目。仿真结果表明,与传统FDMA、CDMA、TDMA、OFDMA等相比,基于SC-FDMA设计的一站多机测控链路在峰均比、误码率、频带效率、重构时间等方面具有更均衡的性能,可改善系统可靠性、实时性、安全性和稳定性,更加适于无人机空地时变信道星状网互联,并且有效实现了任务分配、信道环境和链路状态的统一。

温度自适应PID整定方法在伺服系统中的应用

无人机自动机场是一种远程操控无人机进行巡检作业,对无人机进行自主回收、保养的无人自动化伺服系统设备。工作环境温度较低时,系统负载特性突变,伺服设备启动性能下降,易失步堵转。为提升产品可靠性和环境适应性,该文首先分析了环境温度对伺服系统机械传动负载特性的影响,结合无刷直流伺服系统的启动特性与运行特性,提出了一种基于环境温度自适应的伺服系统PID参数自整定策略。在无人机自动机场平台上,验证了该控制策略的有效性和可行性。

一种超视距组网无人机载通信系统设计

针对超视距集群作业需求,提出将Ka频段高通量卫星技术与TD-LTE协议区域组网技术相结合,构建一种“1+N”架构的无人机载测控通信系统。通过方案介绍,阐述了卫星、组网、载荷等模块的设计思路、方案选型及实物设计结果,明确核心单元特点。详细论述了异构网络通信、平滑低延时传输、信源加密等关键技术,并完成链路余量计算、带宽时延测试及飞行试验。试验结果表明:系统任意终端间双向通信稳定可靠,方案设计合理可行。相比于卫星、组网单模通信方式,系统在长航距集群测控、任务协同、临场机动及应用资费等方面具有明显优势,为后续构建空天一体化多平台支撑通信系统,提供工程实践参考。

基于混沌振子的CPM信号同步方法

针对无人机远距离测控通信系统中CPM接收信号微弱难以捕获跟踪而影响链路稳定性的问题,提出一种基于混沌Duffing振子的多进制调制并行检测同步方法。设计PRCPM信号的混沌振子同步单元,根据混沌临界、大尺度周期态等不同状态条件下的频率分量变化趋势,与信道估计典型阈值对比完成捕获,然后引入PID算法计算频率微分量实现跟踪。仿真结果表明:利用混沌振子对初始值敏感和噪声免疫的特性,能够在低信噪比信道环境下实现CPM信号的精确同步,同时采用多通道并行频率检测满足无人机测控高实时、快速同步建立的要求。

三轴陀螺稳定平台空间解耦算法及其工程设计

沱螺稳定平台能够隔离载体扰动对任务设备的影响,在惯性空间内保持设备姿态稳定,工程上具有广泛的应用。通过对方位-横滚-俯仰型三轴陀螺稳定平台的稳定机理分析,推导了三轴陀螺稳定平台的稳定条件及稳定控制表达式,并对工程中常用的不同陀螺安装位置进行了解耦分析。针对陀螺安装于俯仰框架上的工程实际应用情况,设计了一种新的控制环路,并进行了控制算法仿真和实际验证,为后续同类设备研制提供了一种有效的设计方法。