无人机飞行控制系统优化设计

在小型无人机飞行控制系统经典设计的基础上,结合实际工程需要,应用多目标参数最优化方法对飞行控制系统进行优化设计。实际工程应用表明,优化设计明显改善了小型无人机飞行品质,保证了系统任务的可靠执行。     

小型无人机地面监测显示系统

本文介绍我们自行研制的小型无人机地面监测系统的设计思想、工作原理及系统功能．并分别介绍了系统的总体设计、硬件结构及软件流程．     

一种小型无人机高度传感器余度设计方法

为提高小型无人机飞行控制系统的可靠性,利用GPS提供的高度信息设计了气压高度传感器的余度备份.运用飞机运动学方程对低频率GPS高度信号进行补偿,提高了信号的实时性与可用性,设计的气压高度传感器故障处置流程将高度信号的切换与模态管理结合起来,减小了高度信号切换产生的不良瞬态.仿真结果表明,飞行控制系统在气压高度传感器出现故障时可及时切换到高度备份传感器并能有效隔离故障源,GPS高度信号经补偿后可满足飞行安全要求,余度设计提高了整个飞行控制系统的可靠性.     

一种小型无人机地面控制站软件的开发

在小型无人机系统中,地面控制站是非常重要的组成部分.在进行地面控制站软件的开发时,一定要在分析地面控制站软件功能需求的基础上,充分研究地面控制站软件的设计,并且详细分析所涉及到的关键技术等.本文对小型无人机地面控制站软件的开发进行了研究.     

小型无人机遥感平台在摄影测量中的应用

近些年,无人机遥感技术发展迅速,已成为传统航空摄影测量的有利补充,它具有拍摄角度灵活、起降不受地形地势影响、悬停时间长、分辨率高等优势,已被广泛应用在地质环境与灾害调查、国土资源管理、基础地理信息更新等领域.但与传统航空摄影技术相比,其较高的成本、周期较长的航摄周期.本文从摄影测量出发,分析了小型无人机遥感平台,探讨了其在摄影测量中的应用,望能给同行人士提供参考.     

小型涵道式无人机的研究进展

结合涵道式无人机发展现状阐述涵道式无人机的优点,对无人机飞行机理进行分析,结合动力学分析建立涵道式飞行器的数学模型,设计控制器并进行了飞行试验.结果表明:涵道风扇布局飞行器具有较好的悬停性能,在悬停和小角度机动时,各通道之间的耦合可以忽略不计.     

小型无人机自动驾驶仪控制系统的研究

自动驾驶仪是无人机飞行控制系统的核心装置。本文设计的自动驾驶仪采用了两个处理器,且导航控制系统与姿态控制系统控制是分开的。它不仅具有高精度、高效率的性能,同时还具有通用性。文中对所设计的自动驾驶仪的结构和主要部件进行了介绍,同时着重分析了自主飞行模块。最后对飞行姿态进行仿真分析,仿真结果表明该系统满足性能要求。     

浅谈小型无人机的碳纤维材料技术与无线通信技术

小型无人机的发展,离不开碳纤维材料技术和无线通信技术的技术支撑,二者的应用直接促进了小型无人机的改造升级.本文分析了碳纤维材料技术在小型无人机中的具体应用与发展方向,以及无线通信技术在小型无人机中的应用,探讨了在二者的共同推动下,小型无人机近年来的发展历程,为小型无人机进一步进入普通消费者视野,提供了技术上的发展思路.     

轻小型飞行数据与音频记录系统设计要求分析

本文主要介绍了轻小型通用航空器配装飞行数据记录系统的装机需求,并结合装机需求分析了适合轻小型通用航空器的飞行数据和座舱音频记录系统功能性能需求,通过对产品功能和性能的需求,对国际通用的ED-155轻小型飞行数据和音频记录系统设计标准进行了解读。     

面向小型舰船的固定翼无人机海上回收方法综述

随着现代海战向立体化、多层次的发展,舰/船载无人机着舰技术得到广泛的研究与应用.为研究舰/船载无人机着舰技术的发展现状及其亟需解决的关键技术难题,对目前该领域的文献进行了分析与总结.无人机着舰技术是指无人机借助舰/船及机载导引系统,以飞行控制系统为依托,按照着舰/船流程,通过舰/船及无人机拦阻装备实现满足精度要求的着舰技术.首先,概述了固定翼无人机在小型舰/船上回收技术发展历程,比较分析各种回收技术的优缺点.其次,重点阐述"飞行中制动回收"和"定点高精度回收"方式的关键技术;最后,总结了固定翼无人机小型舰船着陆技术的发展过程中亟需解决的关键技术难题,包括无人机导航系统、控制系统等技术.研究表明,舰/船载无人机着舰技术研究尚未形成成熟的解决方案,仍有许多技术难题亟需解决.本研究为中国固定翼无人机海上回收系统的方案设计提供参考.     

基于伪谱法的小型超音速无人机轨迹优化

为了提高小型超音速无人机的经济性能,针对配备加力燃烧室导致设计复杂、油耗过大的问题,提出小型无加力燃烧室的超音速无人机. 利用马赫俯冲机动突破音障,基于hp自适应伪谱法的最优控制轨迹规划方法,求解达到超音速巡航飞行的最小油耗和最小时间2种轨迹最优化问题. 该方法将控制与状态变量离散化,结合无人机飞行的物理过程,将多约束最优控制问题转化为非线性规划问题. 将本文与传统飞行方案所得的结果进行比较,分析重要设计参数对最优轨迹的影响. 仿真结果表明,利用该方法能够有效地规划出无人机从高亚音速到超音速飞行过程中的可行轨迹,得到的最小油耗、最小爬升时间均优于传统飞行方案,最小油耗降低约11%,最小爬升时间降低约46%.     

无人机组合导航系统信息融合方法研究

针对小型无人机通常采用的无线电导航,综合考虑无人机具体情况以及其它导航方式的特点,提出了一种将无线电导航系统(RP)、全球导航星系统(GN SS)、多普勒导航系统(DN S)、地形辅助导航系统(TAN)和景象匹配导航系统(SMN)组合起来,取长补短,构成基于联邦卡尔曼滤波器的DR/RP/GN SS/DN S/TAN/SMN组合导航系统。仿真结果表明,该方法完全可以满足导航精度的要求。     

美军尝试用小型无人机投掷GPS制导炸弹

据英国Wired网站2012年11月2日报道,美国军方和中央情报局在阿富汗打击"基地"组织势力过程中使用大量"捕食者""收割者"和"全球鹰"等大型远程无人机并造成超过3 000人死亡。但是,携带重45 kg、造价高达数千英镑的"地狱火"导弹,加上大型无人机的飞行成本,使得此类攻击的成本非常高昂。通用动力公司的通用动力弹药和战术系统分部与陆军装备研究和开发工程中心     

基于智能Agent的小型无人机自主飞行任务管理器的设计

自主飞行是先进无人机的重要特征。基于智能A gent技术,采用分层的混合型A gent结构,进行了小型无人机自主飞行任务管理器的设计与实现。该设计方案在吸收各领域专家及操纵手的专门知识和丰富经验的基础上,建立了一套基于认知型A gent结构的顶层自主任务管理推理机制和策略,以及基于反应型A gent结构的任务规划执行底层的规则集。对基于该任务管理器的全自主飞行、半自主飞行模式进行了几十架次的飞行试验验证。试验结果充分表明了其推理机制和策略的有效性以及对应急事件响应的快速性。     

无人机信息采集系统的端到端吞吐量最大化研究

无人机具有按需快速部署、移动性高、可与地面用户建立起高质量的视距通信链路的优点,能在无线通信和物联网中得到重要的应用。本文研究了一个无人机信息采集系统,在该系统中无人机负责收集多个地面传感器的信息,并将信息回传至信息融合中心。为了最大化信息采集系统的端到端吞吐量,制定了一个联合优化传感器的发射功率、可用带宽的分配、无人机的传输功率和飞行轨迹的优化问题。该优化问题需满足最小信息传输量约束、信息−因果约束、平均和峰值传输功率约束、带宽分配约束和无人机机动性约束,是一个难以直接求解的非凸优化问题。为解决这个问题,本文基于块坐标下降法和连续凸优化方法提出了一个高效的交替优化算法,将问题分解为优化功率带宽和优化无人机飞行轨迹两个子问题,并通过引入松弛变量和一阶泰勒展开的方法将每个子问题变成易于求解的凸优化问题,从而进行交替迭代求解。计算机仿真结果显示所提出的优化算法能够权衡数据收集和数据转发这两段链路,显著提高了系统的端到端吞吐量。同时,通过与另外3种基准方案的性能对比,显示了联合优化功率、带宽和飞行轨迹的必要性。     

基于无人机平台的制导控制半实物仿真系统研究

基于无人机制导控制一体化和实时仿真技术,设计了一种新的包括惯性导航系统、GPS系统、三轴转台、仿真计算机和显示监控系统等的半实物仿真系统.该系统运用仿真计算机采集导航控制一体计算机的输出信号,进行无人机运动学、动力学模型实时解算,并将姿态信息传输给三轴转台;三轴转台和惯性测量装置完成无人机航向、姿态等模拟;导航和控制计算机运用导航信息生成控制指令,传输到仿真计算机.试验结果表明:惯性导航算法设计合理,仿真步长1ms,控制信号误差小于1%,该系统可以实现微型化,模块化,改进后可应用到无人机的制导和控制系统中.     

微型无人机大气环境监测系统飞行探测试验获成功

中国科学院大气物理研究所经过研制、改造、集成和调试,形成了基于两种型号微型无人机的大气环境参数监测系统．并进行了飞行测量试验．获得成功。两种型号微型无人机的有效载荷为3千克和5千克．分别搭载了改进的臭氧传感器和粒子（数浓度或质量浓度）探测仪．以及温度湿度传感器。