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。     

某型无人机发动机动力学建模与仿真

无人机飞控系统是无人机模拟训练系统的一个重要组成部分.基于某型无人机实飞参数,解出发动机推力,建立了发动机动力学模型,并结合无人机六自由度模型建立了无人机飞行仿真模型,对该型无人机模拟训练系统飞控系统的研制具有重要意义.最后在MATLAB/SIMULINK环境下进行了仿真,结果表明该建模方法是正确的.     

地缆十五路无人机低三路载波开口装置简介

一九九一年十二月二十四日,由总参通信部有关业务部门组织的鉴定委员会,在济南对济南军区通信支援国家经济建设办公室研制的地缆十五路无人机低三路开口装置进行鉴定。经专家评审,通过了技术鉴定。该装置运用在长途地缆通信线路上,可灵活方便地在任何十五路无人机中开口,既不影响原十二载波的通信(介入衰耗≤1 dB),又不改变十五路无人机的机线结构,不影响远供电源、组成无人站至机务站和无人站至无人站间的三路载波通信。该装置在军事     

基于混合算法的巡飞无人机轨迹优化策略

提出大型空中侦察无人机作为控制中继来控制陆基发射的巡飞无人机作战模式。以多脉冲固体火箭发动机为动力的巡飞无人机的航程末端速度大,可以有效提升无人机的战场生存能力;为使巡飞无人机末速最大,有效提高巡飞无人机飞行轨迹优化求解的鲁棒性和精度,提出了遗传算法与高斯伪谱法相嵌套的混合优化方法。同时与单脉冲推力模式的无人机进行了对比仿真,验证了该混合优化算法的实用性和有效性。     

高精度宽量程微推力微冲量测量方法及系统

<正>高精度宽量程微推力微冲量测量方法及系统研究围绕如何实现高精度宽量程的微推力微冲量测量,在测量原理、测量方法、系统设计、工程实现等方面取得了一系列突破性研究成果。2014年度获军队科技进步二等奖。主要内容:1微推力测量模型研究。针对典型微推力器推力输出特性,研究了微推力的测量原理模型。2脉冲冲量测量模型研究。针对脉冲冲量的特殊性,研究了微冲量的测量原理模型。3推力测量系统设计及实现。在保证测量精度的前提下研究了宽量程的测量方法,并进行推力测量系统方案     

基于鲁棒H_∞控制的无人机纵向自动驾驶仪设计

针对传统增益调度技术在许多无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)应用中存在的昂贵和耗时的缺点,通过某型固定翼无人机的6自由度非线性模型,在已知气动系数、飞机转动惯量和推力系数的情况下,利用雅可比线性化方法从6自由度非线性模型推导出线性变参数(linear parameter varying,LPV)飞机模型。应用张量-乘积(tensor product,TP)模型变换方法将无人机纵向非线性参数依赖的LPV模型变换为TP型凸多面体模型形式,将增益调度输出反馈鲁棒H∞控制器设计方法应用于所得到的TP凸多面体模型,设计了常规固定翼无人机的鲁棒增益预测自动驾驶仪飞行控制系统。在MATLAB SIMULINK环境下对该控制系统进行了全六自由度的飞行器仿真试验,结果表明闭环控制系统具有良好的指令跟随性和干扰抑制能力,在定义的飞行包线范围内具有较好的稳定性和鲁棒性,验证了所提出的飞行控制系统设计方法的有效性。     

基于视景模拟的无人机导弹发射仿真

无人机单侧导弹发射后,无人机重量特性、重心位置、气动特性发生变化并同时产生附加的干扰力矩,无人机需要在控制系统作用下尽快恢复稳态飞行。通过在Matlab/Simulink中建立无人机六自由度非线性力学模型、控制系统模型、发动机模型、重力模型、标准大气模型、flight gear软件接口等,模拟仿真无人机单侧导弹发射过程,同时将仿真结果进行可视化视景输出,确保无人机系统平台在导弹发射过程中无人机能够很快恢复稳定姿态并按照预定轨迹飞行。视景模拟仿真结果表明：该无人机平台能够顺利完成导弹的安全发射。     

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,...     

运用跑道平面结构化线特征的固定翼无人机视觉导航算法

针对固定翼无人机在着陆阶段的位姿估计的问题,提出运用跑道平面结构化线特征的无人机视觉导航算法。利用单台固连在无人机上的前视相机对跑道区域进行成像,自动提取结构化线特征。在无人机降落前期利用完整的结构化线特征配置解算出无人机的六自由度位姿参数(偏航角、俯仰角、滚转角、纵向位置、横向位置、高度),并在无人机降落到较低高度时,利用退化的结构化线特征(跑道边缘)解算出无人机的关键位姿参数(偏航角、俯仰角、横向位置、高度)。三维实景仿真实验证明,在距离机场200 m处,无人机的距离参数精度小于0.5 m,角度参数精度小于0.1°。     

基于跑道平面结构化线特征的固定翼无人机视觉导航算法

针对固定翼无人机在着陆阶段的位姿估计的问题，提出了一种基于跑道平面结构化线特征的无人机视觉导航方法。结构化线特征包括跑道平面上的跑道边缘及共面的垂直于跑道边缘的单条合作标志线。利用单台固连在无人机上的前视相机对跑道区域进行成像，自动提取结构化线特征。在无人机降落前期利用完整的结构化线特征配置解算出无人机的六自由度位姿参数(偏航角、俯仰角、滚转角、纵向位置、横向位置、高度)，并在无人机降落到较低高度时，利用退化的结构化线特征(跑道边缘)解算出无人机的关键位姿参数(偏航角、俯仰角、横向位置、高度)。三维实景仿真实验证明，在距离机场距离为200m处，无人机的距离参数精度为<0.5m，角度参数精度为<0.1°。本文的方法充分考虑到无人机自主着陆过程中的成像特点，具有自动化程度高、工程实用性好的优点。     

SEAD场景异构无人机配置与任务规划联合优化方法

对敌防空压制(suppression of enemy air defenses, SEAD)场景是多无人机协同的典型应用,针对该场景特点,在任务规划问题基础上将各类型无人机数量也作为决策变量,充分表征目标、任务和无人机的多种约束,建立异构无人机编队路径问题模型。设计了双层联合优化方法求解该模型：上层设计了任务衔接参数指标,精确评估各类型无人机需求,指导无人机配置调整;下层设计了改进遗传算法,高效处理多类型约束并能结合无人机数量变化对任务方案进行精细调整;双层相互协调获得满足需求的无人机配置和执行方案。仿真结果表明,该方法可以在避免遍历无人机配置组合的前提下获得合理的无人机配置方案和高效可行的执行方案。     

二次流引射对保形非对称喷管性能的影响

发动机与飞机后体结构设计合理与否直接影响发动机的部件匹配和性能。利用三维雷诺平均N-S方程和k-ωSST湍流模型对飞翼布局无人机保形非对称喷管在典型飞行状态下开展了内外流流场特性的数值分析,获得了后体尾喷管推力性能和三维流动特征随二次流压力比的变化趋势。结果表明:发动机喷管落压比条件一定的前提下,通过合理优化二次流通道、增大二次流压力比,可以有效改善后体/喷管主流流场特性;当二次流与主流的流量比在0. 2%～1. 86%内时,后体尾喷管轴向推力系数的变化幅度大约为3%,在一定程度上能够减弱发动机主流的过膨胀程度,减小发动机推力损失,无人机后体尾喷管性能得到显著提高。     

基于粒子滤波的无人机协同跟踪算法

针对无人机群协同跟踪移动目标问题展开研究。由于传感器测量精度的有限性,采用多架无人机合作来获得多个测量值,再根据数据融合的方法获得较精确的测量值;建立了移动目标的模型,结合测量值应用粒子滤波算法来预测目标的状态。仿真结果表明了该算法能使无人机获得较好的跟踪效果。     

基于模型预测控制的无人机避障路径规划方法

针对无人机飞行过程中避障问题,提出了一种基于模型预测控制的无人机避障路径规划方法。通过对无人机平台模型进行分析,构造了无人机状态空间预测模型。为保证路径规划过程输出的平稳性,采用一阶指数变化形式作为无人机飞行路径的参考轨迹。设计了预测模型调整策略,并给出了参数调整流程,以能力-时间组合最优为目标,建立了无人机避障路径优化模型,采用有限时域优化的滚动优化算法对无人机避障优化模型进行了求解。算例仿真结果表明,该算法可有效解决无人机飞行路径的避障问题。     

俄罗斯“巴兹”特种车辆底盘全展示(三)

<正>VR-3“航程”侦察系统（1972～1989年）早在20世纪60年代后期,苏联空军发现以当时北约的防空系统水平来说,大型无人机其实并不是很实用,因此他们改变了研发重心,转而去研究一些低成本、高性能的战术型无人机。安装在135MB底盘上的VR-3“航程”空中侦察系统就是典型的代表,由图波列夫设计局研发,系统的主要组成部分是带降落伞的减速装置、可重复使用的小型喷气式遥控飞行器。1968年8月30日,苏联部长会议关于研制新型“航程”战术无人侦察系统的命令,是这个项目开发的基础。     

可配置高精度火工装置测试仪的设计与实现北大核心

为提高型号火工装置阻值测量设备的通用性和测量的自动化程度,提出了一种基于四线制测量方法的测试方案,通过开关矩阵的切换配置不同测量通道,对不同测量通道被测电阻上产生的m V级电压值进行差分运算放大,对放大后的电压值进行A/D转换得到电压的数字量,通过微处理器进行数字滤波处理,将最终的电阻值进行显示、存储和传输处理。相对于目前使用的火工装置阻值测量设备极大的提高了测量通用性和测量自动化程度。     

基于民用无人机的海上水下物探技术研究

物探技术是开展基础性地质调查的重要方法,尤其是在油气资源的勘探和开发中,针对海洋油气资源勘探、污染检测和深海海底信息收集等需求,为了追求快速高效的信息检测和收集,必须要针对探索对象和具体的条件来选择恰当的物探方式,其中无人机作为一种成本较低、操作灵活且安全性能较高的移动探测平台,在海上水下物探中得到了广泛的应用。利用无人机并在其上安装轻型测量装置,在海面上移动并获取信息。使得物探工作效率得到进一步提高。基于此,本文基于当前民用无人机海上水下物探技术的发展背景,对其技术原理展开论述,并介绍了海上水下物探技术的要点和应用方法。     

无人机配载弹射式导弹静稳定性分析

通过刚体飞行六自由度动力学方程建立弹射式导弹初始段无控飞行模型,并结合弹射装置动力模型和导弹发动机推力模型进行仿真计算。基于无控飞行模型和仿真结果分析了无人机配载弹射式导弹发射特性,在导弹初始飞行段对机弹分离安全性和导弹姿态控制要求进行了研究。对导弹不同静稳定度下的运动特性对比分析,分别给出了满足各种安全和控制要求的导弹静稳定度范围。进一步综合所有安全和姿态控制要求,得到了满足所有要求的最佳静稳定度。经过一个实例的仿真研究,结果表明建立的模型与所用到的方法是合理有效的。     

可配置高精度火工装置测试仪的设计与实现

为提高型号火工装置阻值测量设备的通用性和测量的自动化程度,提出了一种基于四线制测量方法的测试方案,通过开关矩阵的切换配置不同测量通道,对不同测量通道被测电阻上产生的m V级电压值进行差分运算放大,对放大后的电压值进行A/D转换得到电压的数字量,通过微处理器进行数字滤波处理,将最终的电阻值进行显示、存储和传输处理。相对于目前使用的火工装置阻值测量设备极大的提高了测量通用性和测量自动化程度。     

进场雷达引导数据的数据拟合研究

针对进场雷达在引导无人机自动着陆过程中存在引导数据跳点问题,以及无人机在着陆过程中对引导数据实时性要求,根据进场雷达测量数据连续变化的特点,采用一种新的加权最小二乘数据拟合方法对跳点进行处理,即在数据拟合的基础上估算下一时刻的数据值,并根据下一时刻的测量值和估算值相对预设值的偏差程度,分别对测量值和估算值进行加权,得出可以用于引导无人机着陆的实际值。经算例和仿真验证,表明该方法能够有效降低跳点数据对无人机着陆过程的影响,并具有较好的实时性。