智能航模遥控直升机电路的设计与智能控制

设计了智能航模遥控直升机的硬件电路,并对电路的设计要点做出分析;给出了程序控制框架,通过读取航模直升机上姿态传感器的数据,经过卡尔曼滤波后计算出直升机在空中的综合姿态,结合PID算法,实现航模遥控直升飞机的智能控制.该设计在智能航模直升飞机中得以验证,实验表明该系统降低了航模直升飞机的操作难度,减少了摔机的概率.     

小型固定翼无人机自主起飞控制系统

为了能够增强小型固定翼无人机在起飞阶段的安全性和稳定性,设计了固定翼无人机自主起飞控制系统,并实现其功能。首先在三维空间内建立无人机起飞阶段的六自由度运动数学模型;根据无人机受力不同,将无人机起飞分为3个阶段,并分析每个阶段的动力学和运动学规律;搭建无人机自主起飞硬件实物平台,设计、制作并调试飞行控制板,结合无人机自身特性和控制任务要求,对所用的电机等元件进行选型以及对电路板进行焊接与底层调试。基于上述条件设计PID控制器,在有风扰动情况下对开环、闭环控制下无人机的起飞进行仿真,通过对比分析以及不断调整控制参数,以达到理想的控制效果,通过实地飞行实验,以验证该控制系统的可行性和稳定性。     

小区域低空遥感无人机系统的集成

目前,大型无人机已逐步代替载人机应用于航空摄影测量与遥感,但由于价格和安全性等因素尚无法普及应用。通过对固定翼航模飞机进行优化整合,自制微处理器ARM7 LPC2148为核心的主控板、惯性测量单元IMU、全球卫星定位系统GPS模块、电流电压传感器等构成机载自动飞行控制系统,以及地面站GCS和普通数码相机集成小区域低空遥感无人机系统。试验表明,该系统安全性好,使用、维护成本低廉,在气流稳定的情况下,飞机飞行姿态良好,低空遥感获取的影像可以满足制作高分辨率的正摄影像图的要求,也可满足大比例尺数字测绘的需求。     

基于STM32的微型飞行器飞行稳定控制系统设计

设计了一种微型飞行器飞行稳定控制系统,该系统以STM32单片机为主控,实时检测微型飞行器飞行过程中的俯仰角、航向角、横滚角等飞行参数,通过飞行控制、姿态测量、通信传输和控制显示等模块数据交联,确定其准确姿态和位置,可实现飞行的精准控制和定点巡航功能,并保证飞行器的安全可靠。此研究在一定程度上可促进微型飞行器在军事民用等领域的应用。     

基于安卓语音识别的无人机控制系统

为了使四旋翼无人机更加智能,控制更加简便,需设计新的控制方式。语音识别技术发展日趋成熟,在信息处理和自动化等领域应用相当广泛。通过在Android设备上传入语音命令操控四旋翼无人机,调整飞行姿态、速度、方向,解放了人的双手,实现了语音控制无人机飞行。不同环境下的测试结果表明,该系统功能良好。     

无动量轮双模式纵向两轮平衡车关键技术研究

研究了无动量轮双模式前后纵向两轮平衡车的关键技术。针对陀螺仪采集的数据进行滑动滤波与互补滤波,优化得到姿态信息;不采用动量轮,设计程序对舵机和电机进行精确控制,以实现平衡车的动态平衡。实验结果表明,该纵向两轮平衡车姿态解算信息准确,控制决策可行,降低了舵机和电机的耦合关系的影响,在多种路面环境下电磁自主循迹与蓝牙遥控两种模式均可满足自平衡的需求。     

低成本无人机遥感图像获取及后续处理技术

通过价格低廉的电动航模作为无人载机,配备飞行控制系统、数传系统、遥测系统、GPS信号、定焦数码相机从而构成的简易遥感系统,获得对地面的遥感图像和无人机的姿态数据。根据几何校正模型,对拍摄的图片进行几何校正;通过图像融合拼接,得到目标地区的大面积数字影像图。     

基于LabVIEW的四旋翼飞行器姿态测量实验系统

为更好地掌握四旋翼飞行器姿态测量和姿态变化的过程,设计了一种基于LabVIEW的姿态测量实验系统。该系统以自主研发的四旋翼飞行器控制系统为实验平台,通过获取飞行器的姿态数据,进行解算和上传到PC机,在LabVIEW中实现四旋翼飞行器姿态数据的存贮、波形显示和飞行器姿态的三维动态图形模拟显示等功能。系统测试精度较高、响应灵敏、操作简单、实用性强,可为学生提供一个良好的姿态测量实验平台。     

无人机飞行控制半实物仿真系统设计与实现

为保证无人机飞行试验的安全性,提升无人机飞控系统设计的可靠性,自主研发了无人机飞行控制半实物仿真系统。结合准确的无人机6自由度非线性数学模型和xPC实时系统模块模拟生成无人机飞行状态信息,根据地面站控制指令、传感器故障模注入指令解算获得不同飞行模式和飞行状态下的舵面偏转量,实现了实时系统闭环反馈控制,并驱动舵面偏转检验控制系统的响应速度。该系统不仅能验证飞控系统的逻辑性和实时性,而且借助虚拟现实技术和航迹地图显示,具备在线整定控制律参数的功能。该系统模块化程度高,相关硬件和软件对无人机平台和飞控计算机通用性广,依据多平台实验和多架次试飞的实验流程实用性强,为无人机飞控系统开发提供了切实可行、高效可靠的途径。     

基于FlightGear的三维可视化飞行控制仿真实验平台的设计

以某种典型的六自由度固定翼飞机模型为基础,设计并建立了基于Flight Gear的三维可视化飞行控制仿真实验平台。该平台基于Matlab/Simulink编写飞机模型仿真和飞行控制设计实验界面,并与Flight Gear直接对接,实时显示三维立体飞行场景,展现飞行控制过程。平台界面实时显示飞行状态变量曲线,与飞行场景对应,增强数学变量与其物理含义之间的相关性,提升学生理论联系实际的直观理解。平台具有很强的开放性,可以由教师演示操作,也可以由学生主导交互,分步骤分难度让学生自主设计飞行控制系统,有效提高学生综合运用飞行控制理论的能力。     

四旋翼飞行器的设计

设计了一种四旋翼飞行器的实验系统。电机调速器运用检测反电动势的方法控制三相全桥逆变电路从而调节无刷直流电机的转速。以ARM处理器为主控制器对电机调速器进行控制,从而实现飞行器的平衡和姿态控制。通过四旋翼工作模式的研究,利用加速度传感器和陀螺仪数据进行控制算法设计与研究,实现四旋翼飞行器姿态的控制调节。开发了仿真调试软件系统实时监测传感器的数据和控制量。实验表明,通过合适的控制算法可以四旋翼飞行器的平衡性能和各种飞行姿态,从而为学生提供了新的仿真和实践平台,有利于创新型实验教学任务的顺利开展。     

遥控驾驶压路机PLC控制系统设计

利用PLC控制技术、步进驱动技术对机械操控系统电气化改装,通过控制逻辑分析,设计PLC控制程序。运用人机界面显示压路机控制状态和参数设定,方便操作人员对压路机状态的监视。通过PLC和PC端的无线通信,实现无人驾驶及远程遥控设计。     

多媒体综合控制系统的几项关键技术

章阐述了多媒体综合控制系统的模块化设计思路与分布控制原理,具体操作台模块、音频和视频切换模块,红外遥控模块,摄像机的镜头、云台控制模块的设计原理,提出在单片机多机数字通讯技术以及单片机与PC微机间数字通讯技术的基础上,如何实现分布式控制的基本手段,系统的红外遥控模块具有“自学习”功能,可对大多数遥控器的编码进行“学习”,将它们永久存入系统,因此该系统可以对大多数多媒体设备进行遥控,而不必改动设备的线路。     

电动书架控制系统的设计与实现

针对设计的一种电动书架,开发了其电气控制装置,使书架能够实现旋转运动、上下移动、到位检测和报警功能。完成了该书架控制系统的软件和硬件设计,对书架的运动控制采用红外遥控的控制方式,编制了遥控解码程序。结果表明,该控制系统能够使书架稳定运行,为人们的使用提供了极大的方便。     

民用飞机纵向控制系统建模与仿真研究

以某型民用飞机为例，对其飞行控制系统进行了研究。利用Matlab/Simulink软件对人工操纵系统和自动飞行控制系统分别进行纵向控制系统仿真建模，仿真结果与真实数据吻合，从而验证了纵向控制系统模型的有效性。     

基于STM32的飞行姿态运动模拟器设计

针对探测制导与控制技术专业本科生的课程设计实践教学的需要,以简易二轴转台为实验平台,指导学生2周内设计、组装并实现了程控飞行姿态运动模拟器,模拟飞机起飞、航行和降落的过程。硬件系统由二轴转台、STM32控制器、MPU6050和PC机构成,应用软件完成转台运动控制,转台姿态信息采集、处理、存储和显示等功能。模拟器经功能测试及应用Matlab软件数据分析验证:以STM32控制器为核心,可实现飞行转台姿态的程序控制,该系统的设计达到了预期要求。     

常规弹药飞行参数测量系统设计

针对常规弹药发射环境恶劣、弹体内部空间紧张、传统参数测量方案无法有效工作的问题,提出了一种基于FPGA和微惯性测量单元(MIMU)的飞行参数测量系统的设计方法。该系统通过MIMU测量弹体在飞行过程中的姿态信息,采用FPGA作为控制器来控制模数转换器采集MIMU数据,并将采集到的数字信号以一定格式编码,最终存储到Flash中,实现弹体发射到落地过程中飞行参数的实时记录。仿真实验验证,该系统能完整有效记录弹体飞行全过程中的动态参数,且具有抗高过载、小型化、高可靠性等优点,适合常规弹药的飞行参数的测量,为进一步实现常规弹药制导化提供准确可靠的信息。     

一种智能配电控制系统的硬件设计

传统的配电控制是采用点对点方式实现的,人工维护成本高,可靠性低,无法实现复杂的控制逻辑,费时费力。为提升配电控制的自动化能力,采用工业系统中的C／S模式进行系统结构设计,利用Modbus现场总线将各配电模块进行组网,实现上下位机及各配电模块之间的数据交互,可实现遥控、遥调、遥信、遥测功能。调试结果显示：系统稳定可靠。控制效率明显提高。     

基于卡尔曼滤波的自平衡电单车设计

针对自行车在运动过程中因自身不精确的系统模型和外界扰动等因素导致的车体不稳定甚至倾倒的问题，模拟自行车结构，设计了一种前后两轮的自平衡电单车控制系统．该系统采用卡尔曼滤波对MPU6050原始数据进行处理，系统的可行性得到了分析验证．在建立电单车物理模型后，选择位置式PID算法控制舵机，实现了电单车姿态的快速调整，最终使系统能够运行稳定．     

智能多姿态下肢康复训练设备控制系统研究

为了更好地帮助下肢功能障碍者进行居家下肢康复训练,重获行动能力,走向独立生活,设计一种基于轮椅的智能多姿态下肢康复训练设备控制系统.该系统选用STM32F103系列单片机作为主控芯片,采用模块化设计思想,对人机交互模块、运动控制模块、姿态变换与下肢康复训练模块的软硬件进行设计.实验结果表明,人机交互摇杆按键控制姿态变换...