自主协同系统的宏观稳定机理研究

为保证自主协同机群的内聚性, 实现多机的有效沟通和协作, 借鉴蜂王信息素机理, 抽象出跟踪型多无人机自主协同系统的宏观运动特征. 通过构造Lyapunov函数, 分析该系统的稳定性, 进而得到系统的稳定性判据. 仿真结果表明: 本文所提的稳定控制机理不仅能够保证自主协同系统的稳定性, 还能够通过调整相关控制参数有效地控制系统规模.     

基于Agent的多无人机协同飞行通信技术研究

从Agent的两大优良特性--自主性和协同性出发,研究了在多无人机协同飞行中,采用多Agent思想的协同飞行通信技术。根据多无人机协同飞行的特点,设计了多Agent协同飞行的通信协议,多Agent间传递的信息以及信息的分享模式,分析了MAS间信息传递过程;最后,通过实例介绍和分析了MAS协调通讯的构建形式,实现了多无人机协同目标定位中的数据通信。实际飞行实验结果证明,该通信机制能够控制多架无人机同时飞行,提高了通信效率,验证了该方法的可行性和有效性。     

存在时延的分布式无人机编队控制方法

多无人机协同是未来无人机应用的重要方式,多无人机编队作为多无人机协同的重要技术和研究热点也已引起越来越多关注,分布式无人机相较于集中式具有灵活性好、鲁棒性强,对通信及计算机性能要求低等优点;针对无人机的非线性动力学模型,在有向固定拓扑的条件下,运用高阶一致性理论解决无人机系统的分布式编队问题;基于Lyapunov稳定性原理,利用线性矩阵不等式(LMI),分别得出在具有时变时延导数信息及无导数信息情况下的稳定性充分条件;最后,仿真验证了这种编队控制方法的有效性;研究结果表明,利用文章所提出的方法控制无人机编队飞行,在满足稳定性的前提下,无人机系统能够形成稳定的编队,并达到预期速度。     

基于MATLAB/Simulink的混沌控制研究

研究了一种类似Lorenz系统的新混沌系统,采用比例微分控制法(PDC)实现了该系统的混沌控制。应用MATLAB软件中的Simulink模块构建混沌系统的动力学模型并进行仿真研究,理论分析和实验仿真表明,通过选择合适的控制参数,混沌系统不但可以被稳定到系统原有的不稳定不动点还可以产生新的稳定动力学行为。     

基于CompactRIO的四旋翼飞控实时仿真平台设计

针对四旋翼无人机实时飞行控制系统的控制算法设计与参数整定,设计了一种基于CompactRIO的飞行控制系统实时仿真平台,该平台使用两台CompactRIO作为主控制器,分别在其嵌入式实时系统(VxWorks)中运行Simulink设计的无人机动力学模型与飞行控制系统模型,并使用LabVIEW开发PC上位机监控程序,用于调整飞行状态和整定控制参数。经试验证明,该平台实用性强,可视化程度高,实时性好,能较好地对四旋翼飞控系统进行实时仿真验证。     

状态反馈控制声光双稳系统的倍周期分岔和混沌

设计了一种动力学状态反馈(DSF)方法控制非线性混沌系统.介绍了DSF方法的控制原理,并用此方法控制声光双稳(AOB)系统的混沌,以此验证其有效性.仿真模拟显示,通过选择恰当的控制参数,有效地实现了声光双稳(AOB)系统中倍周期分岔的延迟控制和混沌吸引子中原不稳定周期轨道的稳定控制,同时,还可以将系统控制在2np、3mp 和2np×3mp这样其它任意所需的周期轨道上.     

永磁同步电动机中基于冲洗滤波技术的混沌控制研究

针对永磁同步电动机中存在的混沌运动,给出了一种基于冲洗滤波（washout filter）技术的永磁同步电动机混沌控制方法.该方法以永磁同步电动机的电流作反馈,实现了混沌运动的控制.该控制方法不影响原系统的参数,只需要调整滤波器的控制参数,算法简单、易于工程实现.数值仿真结果表明了该方法的有效性和鲁棒性. 关键词： 冲洗滤波器 永磁同步电动机 混沌控制     

无人机地面运动控制与仿真

为了解决无人机纠偏刹车系统中实际存在的问题,对无人机地面运动进行了研究,采用前轮转弯、方向舵、差动刹车联合使用模式,以无人机的侧偏角、侧偏距为反馈信号,设计了无人机地面运动纠偏控制律,通过遗传算法的全局优化过程实现其纠偏参数寻优,在Simulink平台建立了无人机纠偏数学模型;试验结果表明,建立的无人机地面运动纠偏数学模型正确有效,能够模拟出无人机地面运动的真实情况;基于遗传算法的控制策略能够实现一定范围内的无人机地面运动纠偏,提高跑道的利用率。     

无人机通用指控平台设计与实现

现有不同型号无人机的数据协议格式差别较大,无人机指挥控制系统与无人机紧密耦合,针对不同机种要开发不同的指控系统,系统的通用性较差,开发、培训成本高,且无法满足未来多无人机协同作业的任务需求。因此,设计开发一套具有较高通用性的无人机指控系统,通过对异构的无人机测控数据进行通用化处理,形成具有较强可扩展性的无人机标准数据协议,用以消除不同无人机与指控系统之间的差异性,同时最大限度的保证指控平台的可扩展能力。     

用延长信号等效关联时间的方法实现超混沌控制

采用延长信号等效关联时间的方法,实现对非线性连续系统中的超混沌行为的控制.分别研究了Rossler和CLHE超混沌系统.数值模拟结果显示：该方法能有效地控制非线性系统中的超混沌行为,得到了一系列稳定周期轨道.原则上控制参数的选择与被控制的超混沌系统无关. 关键词：     

基于LED-89C52的无人机动态信号采集处理系统设计

无人机动态信号采集与处理,是对无人机控制的关键。设计并实现了一种基于LED-89C52的无人机动态信号采集与处理系统,该系统以89C52单片机为核心,使用高质量的信号采集终端模块以及信号处理调理模块增强检测精度,提高无人机大气信号检测的动态性能,系统的硬件设计,主要包括89C52单片机、信号采集终端、信号处理板模块、信号调理模块以及传感器信号放大与A/D转换模块和显示译码驱动模块、LED数码管显示模块等,给出了系统实现动态信号采集与处理的流程图以及程序代码,实现无人机中动态信号有效采集与处理。实验结果表明,所提系统可准确获取无人机中动态信号,完成信号的有效处理,具有较高的准确率,应用前景阔。     

高空无人机自动加油对接过程轨迹控制研究

针对无人机在高空自动加油对接过程中容易出现偏差的问题,提出了无人机空中自动加油精准对接的优化控制方案,研究并分析了影响加油锥管与受油接口快速准确对接的主要因素,通过运动轨迹生成器对浮锚加油锥套的运动轨迹进行模拟,无人机的自动飞行控制系统根据轨迹跟踪曲线对无人机的飞行姿态进行调整,引导无人机的受油接口与加油锥管进行精确对接,整个飞行轨迹跟踪控制过程优化了复杂高空环境中无人机加油对接的精准性。通过仿真实验表明,本高空无人机加油对接引导方法提高了空中管口对接的速度与抗干扰能力,可以满足各种复杂高空环境的无人机加油任务。     

动载体成像模糊的振动被动控制技术

动载体成像模糊的振动被动控制技术是解决无人机在高空飞行时,振动加速度为5g(20 500Hz)条件下引起的成像模糊问题。介绍了动载体成像模糊的机理、动载体成像模糊的容限。为了提高动载体光电系统的动态分辨能力,提出了解决动载体成像模糊的措施———振动被动控制技术。分析了振动被动控制的基本原理和设计原则,给出一些相关的典型设计实例。     

低空无人机航空摄影高度自动测量方法研究

为提高产品外观质量的检测精度和实时性,提出一种基于特征融合的多尺度滑动窗口机器视觉检测方法。在训练阶段,首先提取图像的HOG特征和Lab颜色特征,并采用典型相关分析法(CCA)进行特征融合。接下来,采用支持向量机(SVM)对融合的特征进行训练,生成分类器。在检测阶段,产品外观不同区域对精度的要求不同,为提高检测效率,生成不同尺度的滑动窗口,在每个窗口中都进行图像的特征提取与特征融合。最后,对采集的图像序列进行匹配,实现产品外观划痕的实时检测。实验中,选取不同的特征提取方法进行对比,并分别生成大小不同的滑动窗口,通过分析实验结果,结合检测时间与精度,确定各个区域的窗口尺度。实验表明,与传统的检测方法相比,所提方法在检测精度和实时性上具有显著提高。     

远程采集模糊无人机图像的特征识别方法研究

地面对空中无人机的视觉识别中,由于无人机的飞行速度、角度呈现非线性变化。使得采集的疑似图像存在特征模糊、衰退等问题,传统的模式识别方法无法提取无人机图像的主要特征,极大程度上降低了图像的识别概率。提出一种引入球面谐波基图像特征细分的无人机识别算法,建立球面谐波基图像识别模型,利用无人机图像的球面谐波基图像近似率,对模糊图像的差异特征进行依次识别。实验结果表明,利用改进算法建立的模糊无人机图像差异特征识别模型,具有一定的优越性,提高了无人机识别的准确率。     

基于LabVIEW Vision的无人机自主着降系统设计与实现

四旋翼无人机具有低成本、垂直起降、机动性好等优点,在民用领域诸如航拍、植保、物流、电力巡线等场合得到了广泛的关注和应用。随着四旋翼无人机应用的普及,一些新的问题也随之出现,其中一个厄待解决的问题是如何提高无人机的降落精度和可靠性,特别在超视距应用场景下,这一需求尤为突出。通过采用机器视觉技术,利用LabVIEW Vision编制视觉识别软件,可以控制四旋翼无人机实现高精度的自主降落。     

基于MDARM和VxWorks的小型无人机执行器故障检测方法

由于目前在小型无人机执行器故障诊断中存在着智能化程度较低,容易受到人为因素干扰,从而出现故障漏检等问题,难以满足小型无人机对飞行安全的要求。为此,本文提出一种基于多维数据关联规则挖掘(Multidimensional Data Association Rules Mining: MDARM)和VxWorks操作系统的小型无人机执行器故障诊断方法,通过建立执行器内部传感器测量的温度、压力、流速、力矩等相关变量的历史数据库,并对这些数据进行预处理,以避免带来噪声污染,并利用可测量参数与不可测量参数之间的关联性,建立故障诊断知识库,避免了诊断过程中的人为因素干扰,实现小型无人机执行器故障的精准测量。实验结果证明,这种方法能够有效地提高故障准确率64.7%,对小型无人机执行器的智能诊提供有效指导,应用前景广阔。     

基于DGPS航迹偏差的多旋翼无人机磁干扰检测技术研究

为了解决多旋翼无人机在飞行作业过程中受到环境磁干扰导致作业异常的问题,在使用DGPS进行差分定位的基础上,提出了一种基于航迹偏差的多旋翼无人机磁干扰检测技术。其基本原理是,当多旋翼无人机受到磁场干扰时,其飞行航迹会偏离预设航线,检测其航迹的偏离距离,通过与阈值比较,可以用来判断是否存在环境磁干扰。实验结果表明该方法可以有效检测环境磁场异常,在某些情况下比传统的磁航向角误差阈值检测方法可靠性更高,虚警率更小。综合使用航迹偏差检测方法和磁航向角误差检测方法,可有效（提高）环境磁场异常检测的准确度,降低虚警率。     

Flight Parameter Setting of Unmanned Aerial Vehicle Hyperspectral Load

Journal of Applied Spectroscopy - Correct flight parameters are critical for obtaining high-quality unmanned aerial vehicle (UAV) remote sensing images. For the UAV, the Rikola hyperspectral load...