检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王丁伟南京航空航天大学

学位级别：硕士

多旋翼飞行器以其体积小、质量轻、机械结构简单、易操控等优势,在军事、民用和消费娱乐领域中成为当前的无人机研究和应用的热点之一。有效的多旋翼飞行控制系统能够保证飞行器的飞行稳定性,降低操纵难度,改善操纵品质,提高飞行安全性... 详细信息

多旋翼飞行器以其体积小、质量轻、机械结构简单、易操控等优势,在军事、民用和消费娱乐领域中成为当前的无人机研究和应用的热点之一。有效的多旋翼飞行控制系统能够保证飞行器的飞行稳定性,降低操纵难度,改善操纵品质,提高飞行安全性。因此,研制满足多旋翼飞行器技术需求的低成本、微型化、低功耗、集成化的飞行控制系统具有重要的理论价值和实际工程应用价值。本文以课题组自行研制的四旋翼飞行器为研究对象和平台,从软/硬件架构、导航系统、飞行控制律等角度对多旋翼飞行器低成本飞行控制系统的相关技术进行了设计和实现。本文首先从多旋翼飞行器飞行控制系统的技术需求出发,简述了系统的硬件和软件的实现方案,制定了导航系统和飞行控制律的设计方案和飞行仿真验证方案。其次,对四旋翼飞行器进行了力学分析,采用牛顿-欧拉法建立了飞行动力学模型;设计了基于乘性自适应扩展卡尔曼滤波算法的航姿参考系统,并以双天线的差分GPS输出的位置、速度、偏航角信息为观测值,设计了基于SINS和GPS的松组合模式的导航系统。此外,针对飞行器载重起飞到完成任务过程中的质量不确定性,设计了基于模型参考自适应的控制器,提出了基于操纵杆的增稳模式、无头模式、速度/位置模式以及自主飞行模式;重点介绍了自动航线飞行模块的设计,实现了四旋翼飞行器航线自动飞行功能。论文在最后介绍了四旋翼飞行器的软件在环仿真和硬件在环仿真环境,并对论文中的设计实现的多旋翼飞行模块进行了硬件在环仿真验证;同时,对本文涉及的诸多研究内容进行了科研试飞。综合测试表明,本文设计和实现的低成本飞行控制系统能够满足样例多旋翼飞行器对飞行控制的技术要求。

关键词：多旋翼飞行器卡尔曼滤波组合导航模型参考自适应控制航线自动飞行

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

多旋翼飞行器的BLDC无位置驱动器的设计

多旋翼飞行器的BLDC无位置驱动器的设计

引用

作者：胡少一西安理工大学

学位级别：硕士

无刷直流电机采用电子换向替代有刷电机的机械换向可以获得更好的转矩转速特性和高速动态响应，并同时具有高效率、低噪声、高转速等特点。传统的无刷直流电机采用有位置传感器获取转子位置，但位置传感器增加了电机的重量和结构尺寸，... 详细信息

无刷直流电机采用电子换向替代有刷电机的机械换向可以获得更好的转矩转速特性和高速动态响应，并同时具有高效率、低噪声、高转速等特点。传统的无刷直流电机采用有位置传感器获取转子位置，但位置传感器增加了电机的重量和结构尺寸，且不易安装和维护。本论文以多旋翼飞行器作为控制对象，主要对小功率的无位置传感器无剧直流电机驱动控制器进行设计，并最终和永磁无刷直流电机本体形成机电一体化的产品。　　本文首先简述无刷直流电机的基本结构和工作原理，并结合无刷直流电机的等效电路建立数学模型，进行了动、静态特性分析。　　其次，本文对无刷直流电机无位置控制进行研究，其中转子位置信号获取是无位置控制的研究重点。“反电势法”是最常用的转于位置检测方法，本文以H-PWM-L-ON调制方式为例，分析了“模拟比较”和全数字采样的两种反电势过零检测的实现方式。启动控制采用“三段式”启动法，通过“双步”定位和升压升频的方式逐渐提高转子转速，可快速平稳完成加速过程。在此基础上，搭建了无位置控制系统的Matlab/Simulink仿真模型，验证了方案的可行性。　　最后，结合系统的设计要求，进行了电机驱动系统的软硬件设计。硬件设计上，选用C8051F310单片机作为控制芯片，功率模块采用MOS并联的电路形式实现均流，并在反电势检测电路中，结合实际电路对阻容滤波网络的相位特性进行了分析。在软什设计上，尝试了两种基于“反电势法”的无位置控制设计方案。结合实际运行情况进行比对分析，选择“模拟比较”作为最终方案。经测试，电机在空载和带载状态下，都能够快速平滑启动、正确换相并且稳定运行，转速响应较快，无超调，稳态误差较小，可满足多旋翼飞行器的无位置驱动器的设计要求。

关键词：无刷直流电机反屯势检测法三段式启动多旋翼飞行器

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于RBFNN和回馈递推的新型多旋翼飞行器控制

引用

应用科学学报 2014年第3期32卷 301-310页

作者：杨成顺杨忠葛乐黄宵宁张强南京航空航天大学自动化学院南京工程学院电力工程学院济南大学自动化与电气工程学院

研究了新型多旋翼飞行器的建模与轨迹跟踪控制.建立了非线性运动学和动力学模型,并提出基于全调节径向基神经网络和回馈递推的鲁棒自适应轨迹跟踪控制策略.首先设计了飞行器的位置误差PID控制器,用于实时消除飞行轨迹与期望轨迹的偏差,... 详细信息

研究了新型多旋翼飞行器的建模与轨迹跟踪控制.建立了非线性运动学和动力学模型,并提出基于全调节径向基神经网络和回馈递推的鲁棒自适应轨迹跟踪控制策略.首先设计了飞行器的位置误差PID控制器,用于实时消除飞行轨迹与期望轨迹的偏差,并为姿态控制环构建姿态角指令.采用全调节径向基神经网络估计飞行器动力学模型中的复合干扰,为避免回馈递推控制器设计过程中对虚拟控制信号的繁琐求导运算,减小对解析模型的依赖度,设计了一种基于指令滤波回馈递推的飞行器姿态控制器.该设计方法通过滤波器而非直接用解析方法对虚拟控制信号求导,大大简化了控制器的设计过程,节省了控制能量.仿真实验表明所提出的轨迹跟踪策略的正确性和有效性.

关键词：多旋翼飞行器鲁棒自适应神经网络指令滤波回馈递推

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

面向机动飞行的多旋翼飞行器设计和建模与控制

引用

科学通报 2013年第S2期58卷 135-144页

作者：姜军齐俊桐韩建达中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016 中国科学院大学北京100049

多旋翼飞行器具有体积小、噪声小、机动灵活的特点,但其续航时间短的缺点严重制约了其应用,利用高效的长航程运载工具投送多旋翼飞行器为扩大多旋翼飞行器的应用范围提供了可能.多旋翼飞行器投放过程中的非零初始状态镇定控制问题是一... 详细信息

多旋翼飞行器具有体积小、噪声小、机动灵活的特点,但其续航时间短的缺点严重制约了其应用,利用高效的长航程运载工具投送多旋翼飞行器为扩大多旋翼飞行器的应用范围提供了可能.多旋翼飞行器投放过程中的非零初始状态镇定控制问题是一项具有前瞻性且亟待解决的研究课题.四旋翼飞行器是多旋翼飞行器的一种典型代表,作为一个欠驱动、非线性、静不稳定的被控对象,该系统的小非零初始状态(仰角及横滚角的绝对值在5°~30°之间)的镇定控制是一项实现大非零初始状态(俯仰角及横滚角的绝对值在30°~90°之间)镇定问题的必要步骤也是一项具有挑战的研究.本文介绍了面向机动飞行实验应用的四旋翼飞行实验系统设计,并基于牛顿欧拉方程推导了四旋翼飞行器的动力学模型,利用机械三维制图软件针对该系统求取了关键参数.在对该模型进行合理简化的基础上针对姿态镇定问题采用LQR方法设计姿态镇定控制器进行仿真.仿真结果显示,在小非零初始状态下,该控制器可以快速镇定四旋翼姿态.将通过仿真得到的参数写入实际飞行控制其中并进行适当调整得到适合本四旋翼实验平台的控制器.实验结果表明,LQR方法可以在小非零初始状态下快速镇定四旋翼的姿态,满足四旋翼飞行器基本控制的要求.

关键词：多旋翼飞行器系统构建建模 LQR 姿态镇定

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

一种新型多旋翼飞行器的建模与反演控制

引用

济南大学学报（自然科学版） 2013年第1期27卷 52-58页

作者：杨成顺杨忠张强南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016 济南大学自动化与电气学院山东济南250022

针对目前多旋翼飞行器存在控制系统可靠性不足、载重量小、抗风性差等缺陷,提出一种外形布局新颖、内部结构简洁、具有硬件冗余且易于工程实现的新型多旋翼飞行器方案。建立了飞行器的非线性运动学和动力学模型,并从飞行器的物理特性角... 详细信息

针对目前多旋翼飞行器存在控制系统可靠性不足、载重量小、抗风性差等缺陷,提出一种外形布局新颖、内部结构简洁、具有硬件冗余且易于工程实现的新型多旋翼飞行器方案。建立了飞行器的非线性运动学和动力学模型,并从飞行器的物理特性角度出发,设计了一种易于工程实现且可保证系统的稳定以及良好轨迹跟踪性能的反演控制策略,仿真实验结果验证了该策略的正确性和有效性。

关键词：多旋翼飞行器建模硬件冗余反演控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

煤矿井下多旋翼飞行器避障控制方法研究

引用

工矿自动化 2022年第12期48卷 93-100页

作者：郭爱军王妙云马宏伟张旭辉薛旭升杜昱阳张超神华神东煤炭集团技术研究院陕西神木719315 西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 中煤科工集团信息技术有限公司陕西西安710054 陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室陕西西安710054

多旋翼飞行器以其机械结构简单、可悬停和多方向飞行的优点,在煤矿井下生产巡检方面具有良好的应用前景。但多旋翼飞行器移动速度较快,飞行时易受外界各种因素的影响,难以建立精确的数学模型,使得飞行控制算法的设计较为复杂,现有基于... 详细信息

多旋翼飞行器以其机械结构简单、可悬停和多方向飞行的优点,在煤矿井下生产巡检方面具有良好的应用前景。但多旋翼飞行器移动速度较快,飞行时易受外界各种因素的影响,难以建立精确的数学模型,使得飞行控制算法的设计较为复杂,现有基于激光雷达的同步定位与地图构建方法难以满足多旋翼飞行器快速飞行的实时性要求。针对上述问题,研究了一种利用虚拟远程操控技术对煤矿井下多旋翼飞行器进行避障的控制方法。构建了煤矿井下巷道多旋翼飞行器虚拟远程操控系统,根据煤矿巷道初始信息在虚拟远程操控系统中建立虚拟巷道模型及全局导航地图,获得飞行器移动过程中已知的静态障碍物信息,建立已知的静态环境模型,减少多旋翼飞行器运动过程中对环境感知建模的任务量,提高虚拟远程操控的运行效率。在巡检过程中,多旋翼飞行器通过自身携带的传感设备检测移动方向的动态障碍物信息,虚拟远程操控系统将动态障碍物信息实时重建于初始虚拟巷道模型中,对虚拟环境状态进行实时更新,为飞行器局部避障控制提供可靠的环境依据;虚拟远程操控系统通过读取障碍物与飞行器的位置数据和移动速度信息,采用复合虚拟势场(CVFF)避障控制算法进行避障路径规划,如果检测到前方障碍物对飞行器移动产生较大威胁,远程操控人员可根据规划的避障路径对飞行器进行远程干预,实现了自主避障飞行和人为远程干预控制。为提高飞行器对动态障碍物的感知效率和精度,在虚拟势场(VFF)算法的基础上引入飞行器与障碍物、目标点之间的相对速度影响,提出了一种CVFF避障控制算法。从静态和动态障碍物避障路径2个方面对CVFF避障控制算法进行仿真验证,结果表明:静态情况下,相比VFF算法,CVFF避障控制算法在减少了迭代次数的同时,也缩短了飞行器的轨迹长度;动态情况下,飞行器成功避开了提前设定的2个动态障碍物,顺利到达设定目标点,验证了采用CVFF算法的煤矿井下多旋翼飞行器避障控制方法的有效性。

关键词：煤矿安全巡检多旋翼飞行器自主避障复合虚拟势场避障控制算法虚拟远程操控静态障碍物动态障碍物

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于气压高度计的多旋翼飞行器高度控制

引用

控制工程 2011年第4期18卷 614-617页

作者：王伟周勇王峰程勇宋昱泽野波健藏南京信息工程大学江苏省气象传感网技术工程中心江苏南京210044 日本千叶大学工学研究科

洪水、台风、地震等自然灾害发生时,微小型无人机可以涉足到危险区域及时精确的获取灾区的受灾信息,在必要的时候甚至能够进入到狭窄的空间内部来收集情报。一方面可以为灾后救援提供有力的帮助,同时还可以避免发生灾后次生灾害。以自... 详细信息

洪水、台风、地震等自然灾害发生时,微小型无人机可以涉足到危险区域及时精确的获取灾区的受灾信息,在必要的时候甚至能够进入到狭窄的空间内部来收集情报。一方面可以为灾后救援提供有力的帮助,同时还可以避免发生灾后次生灾害。以自行开发的6旋翼飞行器为控制对象,以实现飞行器的高度方向自主飞行为目的,首先介绍了飞行器的构造、飞行原理及嵌入式控制系统,然后针对微小型多旋翼飞行器的高度控制,提出了使用高度气压计与加速度相结合的测量手法,代替GPS传感器来测量飞行器的飞行高度。并对飞行器的高度自由度进行数学建模,运用最优控制的理论来设计控制器。针对无法观测的状态量,设计了卡尔曼滤波器来进行推测。通过实验验证了设计的控制器的稳定性与追踪性。

关键词：多旋翼飞行器姿态角控制最优控制卡尔曼滤波器

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

新型高机动多旋翼飞行器设计、优化与控制

新型高机动多旋翼飞行器设计、优化与控制

引用

作者：李斌斌西南交通大学

学位级别：博士

多旋翼飞行器广泛地应用在搜索救援、地质勘测、电力巡检、影视航拍、农业植保等各个领域,对社会生产力的提高发挥了巨大的作用。在未来,随着多旋翼飞行器在机动性、灵活性、安全性等方面性能的提升,也必将会在更多的领域中得到应用,进... 详细信息

多旋翼飞行器广泛地应用在搜索救援、地质勘测、电力巡检、影视航拍、农业植保等各个领域,对社会生产力的提高发挥了巨大的作用。在未来,随着多旋翼飞行器在机动性、灵活性、安全性等方面性能的提升,也必将会在更多的领域中得到应用,进一步地促进社会生产力的发展。标准多旋翼飞行器所有的转子均匀分布在同一个平面上,优点是结构简单,制造难度低。但是这种结构也使得多旋翼飞行器的旋转动力学与平移动力学相互耦合,只有四个运动自由度是独立可控的,因而只具备跟踪4D轨迹的能力。这种转子配置方案固有的不足,进一步限制了多旋翼飞行器在物理交互、高空操控等方面的应用。本文主要研究多旋翼飞行器的新型拓扑结构、转子数量和转子空间配置位置对飞行器的机动性能以及容错性能的影响,并在此基础上探索旋翼飞行器与环境新型的交互方式。主要研究内容包括以下几个方面:第一,以标准多旋翼飞行器为研究对象,具体分析了其结构组成以及运动机理。然后基于多旋翼飞行器可达推力、力矩集合,提出了一种多旋翼飞行器可控性评估方法。所述可控性评估方法既能够分析传统的转子共面配置的多旋翼飞行器,也能够分析转子固定的非共面配置多旋翼飞行器。特别地,分析了6种共面配置的多旋翼飞行器和3种非共面配置的多旋翼飞行器的可控性,以及当任意一个转子失效后剩余转子的可重构性能。进一步分析了转子旋转方向、机臂旋转以及机臂倾斜对飞行器可控性能的影响。得出了设计具备容错结构多旋翼飞行器的必要条件。第二,以倾转转子为研究对象,研究了矢量推力驱动的多旋翼配置方案。开发了一种具备矢量飞行、倾转悬停、两栖运动能力的新型矢量四旋翼飞行器。同时该飞行器实现了俯仰运动和前后平移运动的解耦,具备5D轨迹跟踪能力。以能量利用率为指标,具体分析了飞行器三种运动模式的运动机理以及在不同运动模式下的能量消耗。同时,基于非线性模型预测算法,设计了飞行器的轨迹跟踪策略,考虑了推力和力矩的约束、未建模动力学引起的干扰以及转子运动的物理限制。使用旋转矩阵代替了传统欧拉角的表述方式,实现了飞行器大角度倾转悬停控制和5D轨迹跟踪控制。通过样机制作和实验测试,验证了改进方案的可行性和控制策略的有效性。第三,以模块化组装和过驱动系统为研究对象,研究了可重构结构以及转子空间三维配置方案对飞行器性能的影响。设计了一种具备两个自由度的倾转模组,该模组可以实时的调整单个转子输出的推力的大小和方向。基于此倾转模块,分别优化设计了双旋翼飞行器、三旋翼飞行器、过驱动四旋翼飞行器和全向飞行器的新型机体拓扑结构。特别的,所设计的三旋翼飞行器、过驱动四旋翼飞行器以及全向飞行器具备6D轨迹跟踪能力。在SE(3)上建立了飞行器的动力学几何描述,并基于几何控制方法设计了一种非线性轨迹跟踪策略,能够同时适用于欠驱动和过驱动系统。所述控制策略使用旋转矩阵描述姿态误差,实现了跟踪策略的全局几乎渐进稳定。制作了实验样机验证了控制策略的有效性,实现了飞行器6D轨迹精确跟踪。第四,以固定转子非共面配置结构为研究对象,研究了转子的分布位置以及数量对飞行器性能的影响。根据可控性最优原则,设计了一种转子固定位置配置方案。并根据该方法开发了一种新型的过驱动八旋翼飞行器来验证了设计的可行性。所述飞行器实现了平移动力学和旋转动力学的完全解耦,具备6D轨迹跟踪能力。针对飞行器在三维空间中面临着“时间随机、任意方向、力度未知”的不明物体撞击的风险,通过模仿蚊子在雨中躲避雨滴的机动动作,设计了一种“顺势而为”碰撞恢复策略帮助飞行器应对任意方向不明飞行物撞击。所述恢复策略能够在检测到碰撞发生后,实时生成飞行器的6D逃逸轨迹。配合降级姿态控制策略,能够优先响应飞行器的平衡姿态控制。样机制作和实验测试验证了转子配置方案的可行性以及碰撞恢复策略的有效性。本文较为系统地分析了传统多旋翼飞行器结构的优点以及不足,并提出了可行的优化方向。研究了倾转结构、非共面配置、以及模块化组装对飞行器机动性能的影响。开发了能够适用于大角度机动的飞行器姿态控制策略和5D/6D轨迹跟踪策略。将新型多旋翼飞行器的潜在应用场景进一步扩展。本文的研究结果可以为设计高机动旋翼飞行器、提高旋翼机器人人机交互安全性以及提升飞行器野外生存能力提供新的、有价值的思路。

关键词：姿态控制运动控制多旋翼飞行器过驱动系统

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于NuttX的多旋翼飞行器控制系统设计

引用

电子技术应用 2015年第3期41卷 41-43,47页

作者：黄水长栗盼孙胜娟张永健张智攀河北工程大学信息与电气工程学院河北邯郸056038 贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025

针对执行复杂任务的多旋翼飞行器对多任务和安全性的需求,设计一种基于N utt X实时操作系统的飞行控制系统,并增加失效保护协处理器,达到减少开发过程中坠机几率和提高主处理器任务容量的目的。实验表明,此平台在满足稳定控制飞行的同时... 详细信息

针对执行复杂任务的多旋翼飞行器对多任务和安全性的需求,设计一种基于N utt X实时操作系统的飞行控制系统,并增加失效保护协处理器,达到减少开发过程中坠机几率和提高主处理器任务容量的目的。实验表明,此平台在满足稳定控制飞行的同时,能明显减小开发难度,缩短开发周期,并且给后续算法开发保留了充足的运行资源。

关键词：多旋翼飞行器 NuttX 多任务失效保护

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

多旋翼飞行器在麦类重要病害防治上的应用

引用

浙江农业科学 2016年第6期57卷 883-885页

作者：陈银凤康晓霞耿跃周奋启袁林泽徐蕾扬州市邗江区植保植检站江苏扬州225000

为明确多旋翼飞行器在麦类重要病害防治上的应用效果,使用农鹰4DE1000B四旋翼无人机防治小麦重要病害。结果表明:多旋翼飞行器防治麦类植株中下部病害的防效显著高于汽油喷雾器,如对纹枯病和白粉病的防效分别提高18.2%和14.2%;但其对于... 详细信息

为明确多旋翼飞行器在麦类重要病害防治上的应用效果,使用农鹰4DE1000B四旋翼无人机防治小麦重要病害。结果表明:多旋翼飞行器防治麦类植株中下部病害的防效显著高于汽油喷雾器,如对纹枯病和白粉病的防效分别提高18.2%和14.2%;但其对于穗部病害,如麦类赤霉病的防效并不优于汽油喷雾器,甚至还低5.9%。因此,多旋翼飞行器在麦类病害防治上应尽量用于防治植株中下部病害。

关键词：防效麦类病害多旋翼飞行器

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：