洛·马公司推出新型四旋翼垂直起降无人机系统

2012年8月,洛克希德·马丁公司下属的普罗塞拉斯（Procerus）技术公司披露了其新,研制的小型四旋翼垂直起降无人机系统。该系统可对固定翼无人机无法抵达的狭小区域进行空中侦察。     

基于分数阶S面模型的四旋翼轨迹跟踪控制

四旋翼无人机具有欠驱动、非线性、强耦合的特点。针对四旋翼无人机轨迹跟踪控制中跟踪精度低,抗外界干扰能力弱的特点,通过对四旋翼无人机进行四元数建模,使用误差四元数作为控制器输入,消除了无人机在机动角度过大时的奇点问题,提出了一种分数阶S面的控制方法,即将分数阶PID控制与S面控制融合,作为一个新的控制器。轨迹跟踪试验表明,分数阶S面控制器在四旋翼无人机控制模型中的累计误差明显小于分数阶PID,证明了该方法具有抗风扰能力强、跟踪精度高的特点。     

应用于四旋翼无人机角速度估计的几何滑模观测器设计

对四旋翼无人机的角速度进行估计时,传统的基于单位四元数的滑模观测器需要引入强制比例重调,因而影响了跟踪精度。本文提出一种基于数值积分的李群方法的滑模观测器设计框架。该算法基于等变映射思想,在齐性流形空间的等价李代数空间中设计滑模反馈,从而避免了直接在流形空间中设计反馈的复杂性,并消除了传统方法在每个积分步骤中强制加入的比例重调,提高了观测器的跟踪性能。仿真结果表明,几何滑模观测器算法可以有效的对四旋翼无人机的角速度进行估计。     

印度研发新型微型无人机

印度理工学院的研发小组正开发微型垂直起降无人机技术,目前已制造了5架概念验证机,并在飞行试验中验证其自主悬停能力。该旋翼无人机重7．5千克,长2米,两片主旋翼的直径为1．8米,最大速度70节,飞行高度约i千米,续航时间达40分钟。     

系留多旋翼无人机及其军事应用

为解决多旋翼无人机无法长时留空的问题,可以通过系留综合缆绳将多旋翼无人机和地面站组合起来,构成一种新型无人机系统——系留多旋翼无人机。本文梳理了多旋翼无人机的发展历程,采取对比分析的方法总结了系留多旋翼无人机的系统组成和应用特点,对多旋翼无人机在战术通信保障、军事侦察监控、电子干扰与防护3个方面的军事应用前景进行了分析。     

基于TensorFlow的四旋翼无人机着陆地标识别

针对多旋翼无人机在无人干预情况下的自主着陆问题,提出一种基于迁移学习的地面标识图像检测方法.该方法基于TensorFlow深度学习框架,使用迁移学习技术在地面标识数据集上重新训练Inception-v3模型以构建新的地面标识识别模型.以四旋翼无人机为例,将其拍摄的着陆坪图片与其他地面标识图片作为训练集输入神经网络,通过多次训练校正神经网络参数.实验结果表明,基于迁移学习的四旋翼无人机着陆地标识别比直接基于In-ception-v3模型的识别效果要好得多,在仅有数千张训练图片的情况下,测试准确率超过90％.在Windows下训练、测试的模型可移植到树莓派3B上,完成了基于Python和TensorFlow开发的程序在不同操作系统下运行的验证工作.     

装备零讯

8月5日,洛克希德一马丁公司下属的Procerus技术公司推出了一种小型垂直起降无人机,可以在短短几分钟内为身处窄小杂乱的城市环境中的战士、突击部队或其他人员提供空中视野。该无人机重2．27千克（5磅）,坚固耐用,采用双传感器平台,具有悬停、栖息和凝视能力,可以为军民客户在固定翼无人机系统无法访问的拥挤地区提供空中侦察。     

鸭式旋翼飞机

美军正在研制一种新型舰载混合直升飞机。这种直升飞机既可以像原来的直升机一样垂直起降,也可以像固定翼飞机那样在空中自由翱翔。该型直升机的名字为“鸭式旋翼飞机”(CRW)。 这种鸭式旋翼飞机研制计划曾因技术和经费问题受挫,但是飞机的研制者们一直坚持认为这种新型直升飞机一旦问世,就会引起飞机设计方面的革命性变化,具有广阔的应用前景,因此极力推进这一计划的进行。     

小型旋翼无人机建模及航线控制研究

航线跟踪精度是无人机飞行性能的重要指标,针对小型旋翼无人机航线控制问题,在姿态控制的基础上采用PID控制算法实现对预设航线的跟踪.以中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所研究人员搭建的轴距410 mm的小型四旋翼无人机平台为研究对象,通过牛顿-欧拉法建立了小型四旋翼无人机非线性动力学模型.使用MATLAB/SIM...     

一种新型垂直起降无人机纵向控制系统的研究

重点介绍了一种新型垂直起降无人机(VTOL UAV)纵向控制系统的设计与仿真。以建立的VTOL UAV飞行动力学系统模型为基础,将系统动力学解耦到纵向和横向动力学模型。将传统控制理论与现代控制理论相结合,充分利用PID控制器原理简单、适应性强,线性二次型(LQR)调节器能改善内回路的动态特性和稳态性的特点,针对姿态角速度设计了内环LQR控制,针对姿态角设计了外环PID控制的双回路闭环控制器。所得到的控制器在MATLAB/SIMULINK环境中进行了仿真。仿真结果表明所设计的控制器是有效的,实现了对垂直起降无人机的纵向控制。     

小型旋翼无人机在未来城市军事行动应用中潜力评估

随着全球范围的城市化进程不断推进,未来军事斗争向城市环境中发展是必然趋势。在城市作战需求分析的基础上,剖析了传统装备的"城市病",阐述了小型旋翼无人机在城市军事行动中的应用潜能。研究表明,针对现有装备在城市作战中显示出的若干短板,发展基于小型旋翼无人机打造侦察平台与精确打击平台将是一个较好的解决方案。而运用军民融合的发展模式挖掘小型旋翼无人机军用潜力,在提升军队作战能力,降低成本均具有积极意义。     

基于前方交会的无人机对目标定位方法

针对目前无人机基于前方交会对目标定位精确度低,提出了一种基于前方交会的无人机航摄影像定位方法。对所有航摄影像进行特征匹配,得到影像间关系。提出航线定向与坐标系建立法,来实现像空间辅助坐标系的自动建立。提出了基于图像变换关系的前方交会法,来实现目标点的三维定位。实验结果表明该方法能够自动解算航向,并且定位精准度较高。     

某型旋翼无人机极限风速下运动失稳及失能特性研究

抗风能力是决定无人机应用范围和生存能力的关键.以某型旋翼无人机为研究对象,利用风洞试验设备和双目视觉非接触式测量系统,对无人机极限风速下的失稳特性(姿态或速度)以及动力组件的失能特性开展了精细化测量和研究,获得了某型旋翼无人机的临界失稳条件和特性以及易损部组件的失能特性.结果 表明:17 m/s为无人机的临界失稳风速,...     

巴黎航展图片传真

EADS 防务及安全公司的技术验证机——"鲨克",该机为共轴双旋翼的垂直起降无人机,机长2 5米。宽0.7米,高1.2米,最大起飞重量190千克,任务载荷可达60千克,据称,在同等重量下、这种设计比传统单旋翼带尾梁设计多出30%的升力,同时其较小的尺寸,更好的姿态稳定性使其非常适合舰艇甲板起降,该无人机配备冗余的飞行控制单元,激光高度计,控制链路和数据链路。"鲨克"没有任何液压操纵部件,所有控制动作均由电作动器完成,该机还将采用一系列先进技术,例如将天线与无人机蒙皮集成在一起等。     

基于视觉伺服的四旋翼吊挂抗摆控制方法

四旋翼吊挂飞行时载荷的摆动会显著影响无人机的操纵性和稳定性,无人机运动会引起负载振荡,严重威胁控制系统的安全。针对无人机从起飞阶段加速跟踪远距离时变期望轨迹,尤其是弧形轨迹的过渡过程中,吊挂载荷摆动频率较高的问题,提出了一种基于视觉伺服的三闭环轨迹跟踪和载荷抗摆控制方法,通过对期望姿态角指令进行修正,减小载荷摆动对无人机的影响。对不同吊挂载荷质量以及载荷质量突变的情况进行了分析,仿真和飞行实验结果表明,该抗摆控制策略不但可以极大地降低吊挂载荷的摆动频率,还能使无人机平稳跟踪期望飞行轨迹。     

独具特色的倾转旋翼机技术

倾转旋翼机是一种性能独特的旋翼飞行器。它既具有传统旋翼机(即直升机)垂直起降和空中悬停的能力,在旋翼倾转后、巡航飞行时又酷似螺旋桨动力的固定翼飞机。正是由于突破了传统旋翼机的思维定势,才产生了采用崭新设计原理的倾转旋翼机,使直升机技术得到了革命性、跨越式的发展。倾转旋翼机融合了直升机与固定翼飞机的优点,是一种军民两用的高技术产品。它既具有垂直起降能力,能像直升机一样,执行兵员/装备突击运输、战斗搜     

基于DDPG的四旋翼无人机姿态控制

针对未知环境下四旋翼无人机姿态控制实现难、鲁棒性差等问题,提出了基于深度确定性策略(DDPG)算法的智能姿态控制方法。首先,基于欧拉-庞卡莱方程,利用计算机符号推导,建立四旋翼的动力学模型;其次,基于DDPG算法设计四旋翼的姿态控制器,并在奖励函数设计中引入姿态误差、姿态角速度误差和控制量惩罚项;最后,通过设置不同初始状态值、改变四旋翼结构参数和引入噪声等仿真试验,分析验证控制器的性能。仿真结果表明,该控制器能够引导四旋翼快速响应到期望姿态并保持稳定,同时展现出较好的泛化能力。     

无人机天钩回收航迹控制系统设计与实现

天钩回收无人机在回收时对于航迹偏差等的控制精度要求苛刻,这对控制系统提出了挑战。提出一种用于无人机天钩回收航迹控制的新方法,设计无人机天钩回收航迹控制策略与流程,给出控制系统组成,基于某型无人机风洞试验数据,构建天钩回收无人机的线性化和非线性模型,利用优化L1航迹控制方法设计了航迹控制律,并在实际飞行试验中得到了应用,验证了所设计控制系统的正确性与工程实现性,最终的飞行试验结果表明,无人机能够在控制系统作用下实现精确天钩回收,且具有良好的动态特性。     

基于动态逆的无人机机动控制律设计

针对现代无人机机动性的需求,基于动态逆系统理论,提出一种适合小型无人机机动指令跟踪的非线性控制方法,分别设计了慢变量和快变量动态逆控制律,并通过对无人机航迹倾斜角的实时导引控制,进一步提高无人机的整体机动性.仿真结果表明,基于动态逆的航迹倾斜角反馈控制能够达到期望的机动效果,具有良好的指令跟踪性能.该控制律可应用于无人侦察机规避高空障碍,具有重要的现实意义.     

基于路径-博弈混合策略的无人机空战机动决策

针对无人机的自主空战机动决策问题,设计了基于路径-博弈混合策略的决策算法。首先根据无人机飞行控制过程中,水平机动和垂直机动可以解耦的原理,提出了相解耦的自主决策机制,使用路径规划实现水平机动决策,使用博弈理论实现垂直机动决策。为提升决策环境的灵活性,设计了能够自适应调整规划范围和分辨率的动态栅格环境。基于QL算法设计路径规划模型,并使用双Q表学习机制改进算法,有效提升了路径规划质量。基于纳什均衡理论构建垂直机动算法模型,根据不同的态势环境设计了代价计算函数,实现了无人机的垂直机动决策。最后,针对一对一空战对抗情景开展仿真验证,验证了算法的有效性,相对于传统基于三维规划空间下的机动决策,可有效缩短规划耗时,提升规划品质。