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多旋翼无人机标准化机体设计方法研究 被引量：40
1
作者 王伟 马浩 +1 位作者 徐金琦 孙长银 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第5期147-150,共4页
多旋翼无人机具有结构简单、可维护性强、无人员伤亡的优点,可广泛应用于航拍摄影、环境检测等领域,具有巨大的产业化前景。但多数科研机构大都注重飞行控制理论方面的研究,缺乏对机体设计的探讨,而这正是实现多旋翼无人机产业化的基础... 多旋翼无人机具有结构简单、可维护性强、无人员伤亡的优点,可广泛应用于航拍摄影、环境检测等领域,具有巨大的产业化前景。但多数科研机构大都注重飞行控制理论方面的研究,缺乏对机体设计的探讨,而这正是实现多旋翼无人机产业化的基础。从一个具体的设计实例出发,提出小型多旋翼无人机的标准化机体设计方法。然后通过对飞行控制系统的设计,实现多旋翼无人机的稳定飞行。飞行实验结果表明,设计的多旋翼无人机具有良好的稳定性能,从而验证机体设计和飞行控制方法的可行性。 展开更多
关键词 多旋翼 无人机 机体设计 飞行控制系统设计
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一种无人机姿态智能PID控制研究 被引量：29
2
作者 陈欣 杨一栋 张民 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期611-615,共5页
姿态控制是无人机自主飞行控制的基础 ,其控制律设计结果对无人机飞行特性的影响至关重要 ,它决定了无人机是否能够满足自主飞行要求。为了解决在整个飞行包线中都能获得好的控制效果 ,本文引入了仿人智能比例 ,积分和单神经元控制等智... 姿态控制是无人机自主飞行控制的基础 ,其控制律设计结果对无人机飞行特性的影响至关重要 ,它决定了无人机是否能够满足自主飞行要求。为了解决在整个飞行包线中都能获得好的控制效果 ,本文引入了仿人智能比例 ,积分和单神经元控制等智能控制方法 ,设计出了一种用于无人机姿态控制的智能 PID控制器。控制品质主要表现为响应快、精度高、超调量小 ,能进行稳定的大范围调适 ,鲁棒性强。仿真研究表明 ,这种控制器算法简单 ,易于实现 ,且比常规 展开更多
关键词 无人驾驶飞机 姿态控制 智能PID控制 单神经元控制 自主飞行
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基于Labview的无人机飞行状态实时监测评估系统设计 被引量：23
3
作者 张昆 张铁民 +1 位作者 廖贻泳 兰玉彬 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第18期183-189,共7页
为了实现无人机飞行状态信息的自动化采集和性能评估,该文设计了基于Labview的无人机飞行状态实时监测评估系统,该系统利用传感器采集无人机的飞行状态信息:包括三轴姿态角、三轴角速度、三轴速度、三轴加速度、GPS经纬度及海拔高度、... 为了实现无人机飞行状态信息的自动化采集和性能评估,该文设计了基于Labview的无人机飞行状态实时监测评估系统,该系统利用传感器采集无人机的飞行状态信息:包括三轴姿态角、三轴角速度、三轴速度、三轴加速度、GPS经纬度及海拔高度、环境温度和气压等。无线传输模块将经过简单处理之后的信息传输至PC机,基于Labview建立的监测评估软件对这些数据进一步处理之后,实时图形化显示三轴姿态、飞行高度、二维轨迹、三维轨迹和航迹偏差;根据三轴姿态信息实时模拟无人机姿态,自动计算飞行里程,并自动保存所有数据。飞控手目视操控无人机的试验结果表明:平均航迹偏差高达5.2 m,定高飞行的平均高度偏差为0.9 m,横滚角和俯仰角波动幅度均在8°以内,整个测试过程中传感器温度下降了2℃。数据分析结果与系统输出结果一致,该系统运行稳定,输出结果可靠,能够用于实时监测、图形化显示、评估和记录无人机飞行状态信息,为无人机飞行性能的评估及飞控手的训练提供参考。 展开更多
关键词 无人机 监测 传感器 LABVIEW 飞行状态
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舰载无人机自主着舰回收制导与控制研究进展 被引量：19
4
作者 甄子洋 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期669-681,共13页
舰载无人机正成为未来海战的重要组成部分,制导与控制是舰载无人机自主着舰/回收的关键技术.本文综述了舰载无人机自主着舰/回收制导与控制技术.概述了舰载无人机的发展历史,简单描述了舰载无人机跑道拦阻着舰、撞网回收、伞降回收、绳... 舰载无人机正成为未来海战的重要组成部分,制导与控制是舰载无人机自主着舰/回收的关键技术.本文综述了舰载无人机自主着舰/回收制导与控制技术.概述了舰载无人机的发展历史,简单描述了舰载无人机跑道拦阻着舰、撞网回收、伞降回收、绳钩回收、天钩回收、过失速着舰、智能飞落着舰、风向筒回收、秋千式吊架回收等典型着舰回收方式.在深入分析无人机自主着舰/回收制导与控制关键问题的基础上,重点概述了无人机着舰/回收经典制导与现代制导技术,以及着舰/回收经典控制、现代控制、非线性与自适应控制、智能控制等飞行控制技术的研究现状.最后,对无人机自主着舰/回收制导与控制技术的发展状况进行总结,并对未来研究重点进行展望. 展开更多
关键词 无人机 自主着舰 舰船回收 制导系统 飞行控制 非线性控制 智能控制
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基于莱维飞行鸽群优化的仿雁群无人机编队控制器设计 被引量：19
5
作者 杨之元 段海滨 范彦铭 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期161-169,共9页
针对无人机编队控制器设计难题,受到大雁飞行时头雁产生的上洗气流能有效减小雁群飞行所需要的体力消耗的启发,设计了无人机编队远距离飞行时的比例-积分-微分仿雁群编队控制器.编队飞行中,无人机由于会受到突风或其他客观因素的影响会... 针对无人机编队控制器设计难题,受到大雁飞行时头雁产生的上洗气流能有效减小雁群飞行所需要的体力消耗的启发,设计了无人机编队远距离飞行时的比例-积分-微分仿雁群编队控制器.编队飞行中,无人机由于会受到突风或其他客观因素的影响会偏离最佳的编队位置,针对该问题提出了一种基于莱维飞行鸽群优化无人机编队控制器参数的整定方法,以求取无人机编队时对外界干扰具有强鲁棒性的比例-积分-微分控制器参数.仿真对比验证表明,本文所设计的基于莱维飞行鸽群优化的仿雁群无人机编队控制器具有更强的快速性、稳定性和可靠性,减少了无人机远距离仿雁群编队时飞行的油量消耗,并增加了无人机的作战半径. 展开更多
关键词 无人机 编队控制 雁群 莱维飞行 鸽群优化
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基于飞行环境建模的UAV地面撞击风险研究 被引量：17
6
作者 韩鹏 赵嶷飞 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期142-147,共6页
无人机(UAV)的任务工况与环境场景对飞行安全影响极大,为研究不同飞行环境对UAV地面撞击风险的影响,需要分析不同运行工况下的UAV地面撞击事故的边界条件。首先分析影响UAV运行安全的飞行环境因素,考虑不同任务场景的地面人口密度和遮... 无人机(UAV)的任务工况与环境场景对飞行安全影响极大,为研究不同飞行环境对UAV地面撞击风险的影响,需要分析不同运行工况下的UAV地面撞击事故的边界条件。首先分析影响UAV运行安全的飞行环境因素,考虑不同任务场景的地面人口密度和遮蔽物保护能力,并引入环境影响因子,用以分析不同环境场景的气象、地理和通信等要素;然后以每飞行小时地面撞击事故伤亡人数为评价指标,建立UAV地面撞击事故评估模型;最后计算不同UAV在多种任务场景和环境场景工况下的风险参数,并加以对比。结果表明:飞行环境中的气象、地形和通信等因素对UAV地面撞击风险影响较大,随着环境场景的恶化,UAV运行每飞行小时伤亡人数量级也有较大变化,增加幅度从10-8上升至10-5。 展开更多
关键词 无人机(uav) 风险评估 飞行环境 地面撞击 人员伤亡率
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北斗短报文的无人机飞行监管技术与装备研究 被引量：14
7
作者 李英成 薛艳丽 +4 位作者 李西林 刘沛 任丽艳 王凤 叶冬梅 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2019年第6期47-51,共5页
针对我国现有以地面雷达为主要空管手段的监管体系中,轻小型无人机飞行目标存在的“看不到”“管不了”等难题。该文提出了基于北斗短报文通信技术的无人机系统飞行监管技术与方法,研究制定了无人机资源注册、任务注册机制,以及无人机... 针对我国现有以地面雷达为主要空管手段的监管体系中,轻小型无人机飞行目标存在的“看不到”“管不了”等难题。该文提出了基于北斗短报文通信技术的无人机系统飞行监管技术与方法,研究制定了无人机资源注册、任务注册机制,以及无人机飞行诸元传输协议;研究突破了无人机机载设备终端电磁兼容、北斗通信传输频次加密、多系统导航定位、FPGA优化集成等关键技术,研制了小型化、轻量级、高频次北斗短报文无人机飞行监管机载终端,开发了网络化无人机飞行监管综合运行管理平台。全套系统在国土测绘、海洋监测、灾害应急等领域开展5个节点应用示范,有效实现了无人机多架、协同、异地、同步在线超视距通信与监管。研究成果填补了我国无人机飞行安全管理的空白,进一步推动了无人机产业化发展,有力保障了我国低空空域开放政策的有序推进。 展开更多
关键词 无人机 北斗短报文 飞行监管 无人机空管 飞行诸元
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小型无人机在农业植保应用中的探讨 被引量：16
8
作者 薛平 《农业技术与装备》 2016年第8期18-20,共3页
结合近3年山西省农机推广部门小型无人机植保飞防实践,探讨对小型无人机植保技术试验、示范、推广的认识,提出下一步推进小型无人机植保技术的思路和观点。
关键词 小型无人机 植保 飞防
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基于EKF的无人机飞行控制系统故障检测 被引量：16
9
作者 刘晓东 钟麦英 柳海 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期884-888,共5页
无人机飞行控制系统是一种典型的多传感器闭环控制系统,其执行机构与传感器故障会严重影响系统的安全性与可靠性,针对无人机飞行控制系统故障检测问题的研究具有重要的意义.本文考虑了一类无人机闭环非线性飞行控制系统的故障检测问题,... 无人机飞行控制系统是一种典型的多传感器闭环控制系统,其执行机构与传感器故障会严重影响系统的安全性与可靠性,针对无人机飞行控制系统故障检测问题的研究具有重要的意义.本文考虑了一类无人机闭环非线性飞行控制系统的故障检测问题,针对风扰动影响下无人机纵向非线性系统模型,设计基于扩展卡尔曼滤波器的残差产生器,并应用χ2检验对残差进行评价,实现无人机闭环控制系统的故障检测.同时,基于某型无人机Simulink仿真平台进行仿真实验.结果表明,所提出的方法能够实现空速管堵塞故障和升降舵部分失效故障的检测. 展开更多
关键词 无人机 飞行控制系统 扩展卡尔曼滤波 故障检测
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基于改进蚁群算法的多旋翼无人机航迹规划研究 被引量：15
10
作者 王庆 徐海明 +2 位作者 吕品 蒋锐 苗东东 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第9期1172-1178,共7页
航迹规划需要无人机快速到达目标点来减少航程,同时要躲避障碍物减小威胁。针对传统的蚁群算法在无人机航迹规划中易出现极值、收敛速度慢等缺陷,文章提出了一种改进的蚁群算法。对环境地图进行坐标转换来避免蚂蚁在最后节点可能横跨多... 航迹规划需要无人机快速到达目标点来减少航程,同时要躲避障碍物减小威胁。针对传统的蚁群算法在无人机航迹规划中易出现极值、收敛速度慢等缺陷,文章提出了一种改进的蚁群算法。对环境地图进行坐标转换来避免蚂蚁在最后节点可能横跨多个单元;利用起始点与目标点位置来初始化信息素分布,信息素挥发因子采用时间和空间的自适应更新策略,增强了算法的全局搜索能力和效率;设计了方向和角度最优的启发信息,并构造相应的综合评价函数;最后对航迹采用三阶B样条曲线平滑处理。仿真结果表明,改进后的蚁群算法能够快速收敛于最优航迹,并能很好地适应无人机的飞行要求。 展开更多
关键词 无人机 三维航迹 改进蚁群算法 自适应 方向最优 三阶B样条曲线
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无人机扫描线区域覆盖中的转弯航迹规划 被引量：14
11
作者 万明 代忠 褚文奎 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期1750-1754,共5页
针对无人机采用扫描线实现区域覆盖的方式中,未充分考虑无人机最小转弯半径的问题,提出了两种可行的转弯方式,即Ω形转弯和α形转弯,并对两种方式的转弯时机、半径和航迹进行了分析计算。理论分析证明:对于同一转弯方式,无人机的转弯半... 针对无人机采用扫描线实现区域覆盖的方式中,未充分考虑无人机最小转弯半径的问题,提出了两种可行的转弯方式,即Ω形转弯和α形转弯,并对两种方式的转弯时机、半径和航迹进行了分析计算。理论分析证明:对于同一转弯方式,无人机的转弯半径越小则规划航迹越短;在相同条件下,无人机执行Ω形转弯的路径要少于α形转弯的路径。实例分析表明:当无人机最小转弯半径小于扫描线间隔的一半时,Ω形转弯优于常规半圆转弯方式,且无人机最小半径越小,Ω形转弯的路径越短;当最小转弯半径大于扫描线宽度的一半时,常规半圆转弯方式已不能满足需要,而Ω形转弯仍然有效。 展开更多
关键词 无人机 扫描线 区域覆盖 航迹规划 转弯航迹规划
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基于ARM的某型无人机飞控计算机设计 被引量：13
12
作者 周文霞 胡志忠 +1 位作者 肖前贵 李志宇 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2009年第7期1286-1288,共3页
作为无人机飞控系统的核心,飞控计算机通常采用基于嵌入式系统的实现方案;ARM嵌入式处理器及Linux嵌入式操作系统以其一系列优点在飞控计算机中具有广泛的应用前景;研究了基于ARM-Linux的某型无人机飞控计算机的实现方法,给出了系统总... 作为无人机飞控系统的核心,飞控计算机通常采用基于嵌入式系统的实现方案;ARM嵌入式处理器及Linux嵌入式操作系统以其一系列优点在飞控计算机中具有广泛的应用前景;研究了基于ARM-Linux的某型无人机飞控计算机的实现方法,给出了系统总体设计方案,着重介绍了硬件电路的设计过程,列出了软件调试流程图,分析了调试结果;实践证明,该实现方法结构简单,功能强大,能够满足系统控制的要求,具有较好的实用性。 展开更多
关键词 无人机 飞控计算机 嵌入式系统 ARM LINUX
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某小型无人机的飞行控制计算机的硬件设计 被引量：9
13
作者 王斌 罗秋凤 王海涛 《计算机测量与控制》 CSCD 2006年第10期1355-1357,共3页
为了提高无人机的控制性能,针对某小型无人机,提出并实现了以DSP为处理核心的无人机飞行控制计算机的硬件设计方案,详细给出了系统整体方案的设计和具体的硬件选型及接口设计;介绍了以DSP芯片TMS320LF2407A为主控制器,并在其外围进行了... 为了提高无人机的控制性能,针对某小型无人机,提出并实现了以DSP为处理核心的无人机飞行控制计算机的硬件设计方案,详细给出了系统整体方案的设计和具体的硬件选型及接口设计;介绍了以DSP芯片TMS320LF2407A为主控制器,并在其外围进行了并口方式的A/D、D/A、异步串口通信接口以及存储器的扩展,丰富了系统硬件接口资源,并采用了复杂可编程逻辑控制器(CPLD)实现外围扩展电路的片选、中断控制;该飞行控制计算机具有体积小、自主导航能力强的特点。 展开更多
关键词 无人机 飞控计算机 DSP
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无人机的自动着陆控制 被引量：12
14
作者 张剑锋 刘秉华 贾彩娟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1383-1386,共4页
无人机的自动着陆控制是无人机控制中的一个难点,文中给出了一种无人机自动着陆的控制方法,并在某型无人机上得到了应用.基于无人机真实的风洞试验数据,利用MATLAB建立了无人机自动着陆的线性化模型和非线性模型,设计了无人机自动着陆... 无人机的自动着陆控制是无人机控制中的一个难点,文中给出了一种无人机自动着陆的控制方法,并在某型无人机上得到了应用.基于无人机真实的风洞试验数据,利用MATLAB建立了无人机自动着陆的线性化模型和非线性模型,设计了无人机自动着陆导引控制方案及控制律,并在实际飞行试验中得到了验证,最终的飞行试验结果表明了所设计的自动着陆控制律能满足自动着陆的要求,并具有很好的静态和动态特性. 展开更多
关键词 自动着陆 无人机 控制律 飞行试验
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基于固定时间一致性的无人机集群构型变换 被引量：13
15
作者 梁晓龙 刘流 +2 位作者 何吕龙 史振庆 任宝祥 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期1506-1512,共7页
针对无人机集群需要在指定时间内完成构型变换的情况,研究了具有一阶积分特性的无人机集群构型变换固定时间一致性控制问题。基于一致性方法设计了编队控制协议,引入编队参考向量,并通过构造Lyapunov函数,证明了在通信拓扑连通条件下无... 针对无人机集群需要在指定时间内完成构型变换的情况,研究了具有一阶积分特性的无人机集群构型变换固定时间一致性控制问题。基于一致性方法设计了编队控制协议,引入编队参考向量,并通过构造Lyapunov函数,证明了在通信拓扑连通条件下无人机集群系统能够实现固定时间一致性并完成期望构型变换。以四旋翼无人机为基础搭建实验验证系统,并进行二维飞行验证,实验结果证明了本文所提方法的有效性。 展开更多
关键词 无人机 构型变换 固定时间 一致性 飞行验证
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基于积分滑模控制的无人机自动着舰系统 被引量：13
16
作者 郑峰婴 龚华军 甄子洋 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期1621-1628,共8页
针对无人机着舰这一特殊环境,为克服系统摄动、未建模动态及各种环境干扰因素的不良影响,从工程实现易行性出发,提出一种新的积分滑模着舰飞行控制方法,避免其受传统积分切换函数滑模控制方法的应用限制,并采用自适应模糊系统抵消外界... 针对无人机着舰这一特殊环境,为克服系统摄动、未建模动态及各种环境干扰因素的不良影响,从工程实现易行性出发,提出一种新的积分滑模着舰飞行控制方法,避免其受传统积分切换函数滑模控制方法的应用限制,并采用自适应模糊系统抵消外界干扰带来的误差,逼近滑模控制器中的切换项,从而有效降低舵面的抖振。搭建自动着舰综合仿真平台,以国外现役某小型舰载无人机为例,仿真结果表明,该自动着舰系统能较好地克服各种因素的影响,实现无人机安全着舰,着舰性能符合要求。 展开更多
关键词 舰载无人机 自动着舰 飞行控制 积分滑模 自适应模糊
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一种无人机气动参数辨识的实现方法 被引量：13
17
作者 李寒冰 吴大卫 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2014年第2期183-188,共6页
系统辨识理论是飞行器动力学建模的有力工具。针对无人机飞行试验条件有限、无法获得完整飞行数据的情况,提出了根据可测数据估算气动角和气动系数的方法。以某小型飞翼式无人机为例,分别采用逐步回归法和最小二乘法对其纵向和横侧向相... 系统辨识理论是飞行器动力学建模的有力工具。针对无人机飞行试验条件有限、无法获得完整飞行数据的情况,提出了根据可测数据估算气动角和气动系数的方法。以某小型飞翼式无人机为例,分别采用逐步回归法和最小二乘法对其纵向和横侧向相关气动参数进行了辨识计算。试验数据与辨识结果的对比验证了方法的正确性和实用性。考虑到辨识建模的数学本质,该方法对所有气动布局的固定翼无人机普遍适用。 展开更多
关键词 无人机 飞行试验 气动参数辨识
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机场净空区无人机扰航监管演化博弈研究 被引量：11
18
作者 徐瑞华 罗帆 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期25-30,共6页
为确定无人机(UAV)操控者不安全飞行的影响因素及其演化路径,提升对机场净空区无人机扰航的监管水平,综合采用演化博弈理论和系统动力学(SD),探讨无人机扰航监管中行为选择的情境条件。从机场净空区无人机扰航事件的成因出发,构建机场... 为确定无人机(UAV)操控者不安全飞行的影响因素及其演化路径,提升对机场净空区无人机扰航的监管水平,综合采用演化博弈理论和系统动力学(SD),探讨无人机扰航监管中行为选择的情境条件。从机场净空区无人机扰航事件的成因出发,构建机场安全监管部门和无人机操控者的博弈支付矩阵,分析博弈系统均衡点的局部稳定性;在此基础上建立SD模型,仿真分析不同参数变化对演化趋势和结果的动态影响。结果表明:对无人机操控者不安全飞行加强追踪、加大处罚力度,能够增加无人机安全飞行的概率;从监管涉及的主体和对象入手提高安全监管的有效性,有利于长效促进无人机安全飞行,减少机场净空区无人机扰航事件。 展开更多
关键词 机场净空区 无人机(uav) 不安全飞行 机场监管 演化博弈 系统动力学(SD)
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基于无人机变电站电力系统巡视飞控系统的设计 被引量：12
19
作者 禹海斌 唐伟 +1 位作者 杜治兴 龚伟 《电子设计工程》 2019年第19期49-52,58,共5页
随着无人机技术的不断发展,越来越多的国家与地区开始应用无人机巡检输电线路。由于输电线巡视环境的复杂,常见的无人机在操作便捷性与巡视效率等方面均存在不足。针对此类问题,文中融合可见三轴减震增稳云台技术、无人机姿态测量技术... 随着无人机技术的不断发展,越来越多的国家与地区开始应用无人机巡检输电线路。由于输电线巡视环境的复杂,常见的无人机在操作便捷性与巡视效率等方面均存在不足。针对此类问题,文中融合可见三轴减震增稳云台技术、无人机姿态测量技术、无线数字通信技术,以无人机为载体,开发变电站周边环境无人机飞行控制系统。该系统实现对无人机飞行姿态的测量,并可较好地控制无人机的飞行状态,增强飞行的可操作性。从而实现变电站周边环境的智能巡视,大幅地提升巡检工作的工作效率与管理水平。 展开更多
关键词 无人机 飞控系统 姿态测量 变电站
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基于诱导航线的多无人机编队飞行控制方法 被引量：10
20
作者 吴俊成 周锐 +1 位作者 董卓宁 车军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1518-1525,共8页
针对无人机编队飞行控制问题,提出了一种基于诱导航线的协同控制方法,僚机根据当前相对于期望位置的误差和长机的飞行状态生成诱导航线并进行跟踪;针对飞行过程中的突发障碍采用改变编队队形的方法进行规避;针对无人机之间可能出现的碰... 针对无人机编队飞行控制问题,提出了一种基于诱导航线的协同控制方法,僚机根据当前相对于期望位置的误差和长机的飞行状态生成诱导航线并进行跟踪;针对飞行过程中的突发障碍采用改变编队队形的方法进行规避;针对无人机之间可能出现的碰撞情况,根据无人机到达碰撞点的时间以及位置分别从高度以及航向两方面进行躲避,仿真结果表明:采用此方法无人机能够保持稳定的编队,并同时能够躲避飞行过程中的障碍以及避免飞机之间的碰撞。 展开更多
关键词 无人机(uav) 编队飞行 诱导航线 避障 避撞
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