小型无人直升机的数学建模与仿真

小型无人直升机是一个复杂的非线性系统.为了真正实现小型无人直升机的自主飞行,须对其进行精确的数学建模.本文以Raptor90小型无人直升机为研究平台,综合考虑了直升机在不同飞行模态下的飞行特性,利用基于叶素理论的积分算法,对直升机进行非线性建模,并对所建模型进行数值仿真.仿真结果表明,所建模型能够较好的反应直升机的动态响应特性,所建模型具有较高精度,可基于此模型进行飞行控制器的设计.     

一类区间时变输入时滞与状态时滞线性系统的稳定性研究

研究一类具有区间时变输入时滞与状态时滞线性系统的稳定性问题．通过选择合理的ＬｙａｐｕｎｏｖＫｒａｓｏｖｓｋｉｉ函数,基于积分等式方法（积分等式由自由权矩阵构造而成）,以ＬＭＩ的形式给出时滞相关的稳定性充分条件,并进行了相关控制器的设计．所得结论对时滞导数没有任何限制,可用于快时变时滞系统．同时,积分等式方法较积分不等式方法更优,保守性更低．最后,通过数值比较及仿真表明了所提出方法的有效性和优越性．     

一类有界区间时变时滞系统的稳定性分析与研究

研究一类具有区间时变状态时滞的系统的稳定性问题．通过选择合理的Lyapunov-Krasovskii 泛函,基 于积分等式法（积分等式由自由权矩阵构造而成）,以LMI（线性矩阵不等式）的形式给出时滞相关的稳定性充分条 件．本文方法对时变时滞的导数没有任何限制,适用于快时变时滞系统．而且积分等式法比积分不等式方法保守性 更低．最后通过仿真及数值算例说明了本文方法的有效性和优越性．     

Pendubot的基于能量的非线性控制

本文将以二连杆欠驱动机器人Pendubot的非线性控制为例,在基于能量的基础上提出 两种控制器的设计方法将系统上摆至竖立位置,并利用一种改进的LQR控制器使之平衡稳定.     

Pendubot机器人的计算机控制系统

该文提出并设计了一种使用打印并口做接口的上下位计算机控制系统,把它应用于Ｐｅｎｄｕｂｏｔ机器人中。该控制系统原理简单、实用,可应用于很多与此相类似的控制系统上,具有易于扩展、适用性广泛的特点。     

RTAI的实时性测试及在CNC控制器的应用

主要介绍RTAI的实时性测试及其在数控系统控制器的应用.RTAI优秀的实现构架为其实时性奠定良好的基础,在PC机 Linux-2.6.17 RTAI-3.5的平台中进行响应测试,结果表明RTAI的实时性能较好.基于RTAI的实时性能好,应用RTAI到数控系统控制器的实现中.该数控系统控制器的结构框图、硬件组成和软件框架在文中得到简要介绍.该控制器应用在本实验室开发的数控系统,工作效果良好.     

小型无人机地面监控站的设计与实现

无人机地面监控站是实现无人机系统调试及可靠应用的基本保障,其提供的人机交互界面可使无人机在执行任务过程中充分发挥人的主观能动作用.介绍了一种小型无人直升机监控站软件,基于801.11b协议及UDP协议实现无人机与地面监控平台实时通信系统.建立了完备的上下行数据链,基于MFC实现了无人机状态观测、PID参数在线调试、路径规划以及飞行数据保存等功能.为无人机控制调试及稳定应用提供了一个安全可靠的监控平台.     

一种小型无人机高度定位方法的研究与实现

简要介绍了小型无人机总体架构与自主飞行策略,在此基础上重点阐述了无人机高度测量与控制的硬件设计与软件算法实现.通过一种数据融合算法将GPS、声纳与气压计组成的多传感器高度测量数据处理后融合到GPS/INS组合导航系统中实现无人机的精确姿态控制与轨迹跟踪.实际飞行数据表明,飞控系统的硬件设计与软件算法实现配合良好,能达到预期的飞行效果.     

无人直升机云台控制系统的设计与实现

针对小型无人机的航拍应用,设计了一种基于ARM的机载云台控制系统,实现了通过地面PC的键盘操作来远程控制云台姿态和摄像机参数.根据地面接收到的实时图像信息,手动给定云台的期望偏转角度;利用电位传感器采集云台的实际角度数据作反馈,然后依据控制算法驱动云台及时调整摄像机,使得摄像机始终能拍摄到目标对象;同时通过地面监控软件,可以实时观察机载云台的状态信息.该设计已在某小型无人机上成功应用,并且达到了不错的控制与拍摄效果.     

机载激光雷达系统高精度点云生成研究

为了解决基于无人直升机的机载激光雷达(Lidar)系统中获得三维激光点云数据的效率低、精度低问题,提出了一种可获得高精度三维点云数据的解决方案;从系统点云数据生成原理分析影响点云精度的因素;实现十一阶扩展卡尔曼算法对多传感器数据进行数据融合处理,充分利用了不同传感器的优点;改进的扩展卡尔曼融合算法,不但有效地降低噪声和干扰对系统影响,而且提高了激光雷达系统点云数据的可靠性和精度;实验结果验证了算法的正确性和点云数据的精度。