基于无线遥控技术的四旋翼飞行器控制系统设计

作为微型无人机的一种,四旋翼飞行器以其简单的机械结构和优越的飞行性能成为科学研究领域中空中机器人的热点之一。文章以四旋翼飞行器为主要研究对象,以四元数理论为基础,推导了飞行器姿态解算算法;利用MEMS技术和嵌入式技术,开展基于无线遥控技术的四旋翼飞行器的硬件设计;运用VRML语言建立四旋翼3D模型,利用LabVIEW软件对该模型进行图像处理和显示,并在与飞行器远程通信的基础上,完成了其作为地面站的主要功能。测试结果表明,系统硬件工作稳定,姿态解算准确,控制算法很好地满足了控制要求,飞行器的稳定性和响应特性较为理想。     

基于HJI理论的四旋翼飞行器姿态滑模控制设计

由于四旋翼无人机存在建模不确定性以及飞行过程中的外部未知扰动,使得四旋翼无人机姿态控制成为时下的热点问题.本文充分考虑到了上述问题,基于HJI(Hamilton-Jacobi Inequality)理论,设计了相应的非线性滑模控制器,并基于Lyapunov稳定性判别方法给出了严格的理论证明.其数值仿真结果显示,本文提出...     

基于互补融合算法的四旋翼飞行器软件设计

四旋翼飞行器作为当今一种非常流行的飞行器,涉及多学科交叉技术以及各个领域。随着相关技术的发展,四旋翼飞行器变得更加小型化与智能化,应用领域也更广。通过研究飞行控制原理与姿态解算,对四旋翼飞行器进行了软件设计。硬件选用STM32F103C8T6作为主控制器,并以MPU6050作为惯性测量模块。软件设计中采用互补融合的控制算法估算六自由度飞行姿态,并采用PID算法进行整定和控制。通过这种姿态融合,可控制飞行器平稳起停和飞行,经实验室调试效果良好。     

四旋翼飞行器实验平台设计

为培养应用型创新人才,设计了四旋翼飞行器实验平台。该实验平台采用模块化设计,系统主控芯片采用STM32F103,采用MPU6050测量飞行器的姿态,采用GPS测量飞行器的位置,采用串级PID对飞行器进行控制,外环控制飞行器的位置,内环控制飞行器的姿态,经过Matlab/Simulink仿真可以看出,所设计的控制器可以满足要求。该实验平台应用范围较广泛,不同专业、年级的学生都可以在此实验平台上进行理论知识的验证以及系统的设计开发,取得了良好的教学效果。模块化的设计思想便于学生进行扩展设计,经过实践证明,四旋翼飞行器实验平台有利于培养学生的创新思维和创新能力。     

四旋翼反恐飞行器设计

以ARM系列的STM32处理器为主控制器对四个电机调速器进行控制,用电调电路调节无刷直流电机的转速,模拟四旋翼飞行器模型。通过实验、调试等手段确定了最符合模型样机的姿态控制算法,从而实现飞行器的平衡和姿态控制。在飞行器上搭载微光摄像头,从而实现对夜间或阴暗环境的检测。飞行器可通过遥控飞行,同时将拍摄的视频或图片发送到控制室,也可发送警报,实时追踪,大大增加了飞行器的利用率。     

基于LabVIEW的水下航行器姿态测量实验系统

姿态的测量和控制在水下航行器的设计中是十分重要的环节,精确快速地获取姿态数据是对水下航行器进行稳定控制的前提。使用“惯导+DVL”组合导航模式获取水下航行体的姿态数据,基于LabVIEW开发了一套集测量与控制于一体的航行体实验系统。系统通过获取航行器的姿态数据,进行解算和上传,实时存储水下航行体的姿态数据并在系统界面进行3D动态显示。该系统测量误差小、响应灵敏、实用性强,是一个开放式的姿态测量和控制实验系统。利用该系统可直观地演示水下航行体导航与姿态测量原理,同时用于控制算法的实验和研究,帮助学生理解航行体导航与控制相关概念和理论知识。     

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。     

一种四旋翼飞行器样机的制作

介绍了一种四旋翼飞行器的制作．采用多旋翼计算器对电调、旋翼电机,以及螺旋桨叶片进行了选择;组装17450标准机架;采用GY一86惯性传感器定姿,基于NWC飞控板,实现了一种四旋翼飞行器的正常飞行．     

四旋翼飞行器多功能实验平台设计

详细介绍了四旋翼飞行器实验平台的设计以及在教学实践过程中取得的成果。该平台突出了模块化设计,在一个平台上实现了多种实验内容的自由组合与分解,极大丰富了实验内容,为学生锻炼动手能力、验证理论知识,提供了良好的平台。     

基于WiFi的微型四旋翼飞行器设计

为了进一步提高微型四旋翼飞行器的稳定性、转向灵活性与可控性,提出并采用多种传感器、WiFi无线通信、嵌入式微控制器等多种技术,并结合四元数、双闭环PID控制等,设计出一款基于WiFi的微型四旋翼飞行器。详细阐述了该系统构成、硬件设计与软件设计。实践表明,飞行器机身采用"X"型设计,软件系统采用四元数、双闭环PID控制等,其飞行稳定性高、可控性好、转向更灵活。     

基于LabVIEW的电阻和温度测试系统设计

利用数据采集卡PCI-6014,结合编程软件LabVIEW.组建一个虚拟仪器数据采集系统.系统包括下位机的硬件部分,主要是在PCI-6014的基础上构建而成;还包括在上位机的软件系统部分,这一部分利用LabVIEW和Measurement＆Automation等软件协同完成.该系统可以实现了同时采集薄膜的电阻和温度,并实时显示出波形和采集的数据点.     

基于VxWorks的卫星姿态确定系统实验教学

提出一种基于VxWorks操作系统的仿真机和Matlab RTW的卫星姿态实时确定半物理仿真综合实验系统,用来模拟卫星姿态确定系统的工作模式。利用Matlab建立卫星姿态动力学模型和多种姿态确定算法,在目标仿真机中模拟卫星的姿态动力学特性以及姿态传感器特性,通过与实际的姿态测量部件提取真实的器件误差以及电子学噪声,完成对微纳卫星的姿态确定的计算机仿真与半物理仿真。根据卫星姿态确定的精度结果,评价姿态确定方法的有效性。通过卫星姿态确定的实验教学,引导和发挥学生的主观能动性,培养学生创新能力。     

基于LabVIEW的飞行姿态控制实验设计与实现

构建飞行模型,采用改进欧拉法完成被控对象的数值仿真;采用改进比例-微分-积分控制器,实现飞行俯仰、滚转角、偏航角的控制;基于LabVIEW完成3D显示,人机交互界面和数据动态显示;完成了基于LabVIEW飞行姿态控制的仿真平台的研制,实现了飞行姿态控制仿真演示实验和飞行姿态控制半开放仿真实验设计,实现效果达到预期实验设计目标.     

基于LabVIEW的脉冲涡流检测系统

针对脉冲涡流检测信号微弱、特征量难于提取等问题,基于LabVIEW软件开发平台,设计了一套集成了仪器控制、信号处理、结果评估3大主要功能的软件,并自行设计硬件电路,形成了一整套的脉冲涡流检测系统,可以有效地测量钢板厚度。     

基于LabVIEW的动态应变检测系统

简介了机械工程中应变检测的意义和基本方法,重点说明了基于LabVIEw的动态应变检测系统的检测原理、硬件组成,以及利用LabVIEW软件实现该系统功能模块的程序流程和具体的设计过程,给出了机械振动中应变测量图例,最后指出该系统在机械工程方面的技术应用.该系统可实时表现所测得应变值及其动态变化过程.测量系统检测效率高,简单易用,可按需增减其他功能模块,在机械参量的检测中广泛应用,非常适用于机械工程的研究.     

基于LabVIEW的磁电阻测试系统的设计

由于在基本理论研究和实际应用中的巨大意义与潜力,材料的磁电输运性质近20年来倍受材料物理和凝聚态物理的关注,特别是巨磁电阻(GMR)、隧穿电阻(TMR)的广泛研究更促进了自旋电子学(Spintronics)的兴起和飞速发展.随着实验的深人,提高磁电阻测试效率和自动化程度已成为研究与自旋相关的电磁输运效应的迫切要求.该文给出了一种基于LabVIEW平台下磁电阻测试系统的设计,使磁电阻测试效率有明显的提高.     

LabVIEW测试系统在EPS实训台上的应用

为丰富"车辆电子控制实验"课程实验教学内容,基于LabVIEW开发了一套具有数据采集、存储和分析处理等功能的EPS实训台测试系统。该系统不但能演示实验,而且能够进行转矩传感器、驱动电机、发动机转速和转速脉冲等电压信号的采集测试与分析实验,涉及汽车构造、汽车原理、电工学、LabVIEW编程等课程知识,有助于从多方面提高学生的动手能力和科研能力,具有较高的教学实用性。     

基于LabVIEW的电磁感应加热带材温度监测系统

为了得到加热器出口处带材温度的分布情况,设计了一套基于LabVIEW的电磁感应加热带材温度监测系统。该系统由红外温度传感器、电流变送器、Compact DAQ平台和显示器组成。测量了45钢在不同温度下的辐射率,采用最小二乘法将数据分段拟合成解析函数,并将表达式通过公式节点写入程序。系统通过NI Compact DAQ硬件平台以及LabVIEW软件,对感应加热器出口处带材的温度进行采集和处理,实现温度的实时显示和数据存储。实验结果表明该系统性能稳定,具有较高的测温精度和实用价值。     

基于LabVIEW的网络虚拟实验系统的研究

针对高等院校实验仪器资源相对短缺、分散和陈旧老化而无法满足实验教学需求、管理和更新升级的状况,提出了一套基于LabVIEW的网络虚拟实验系统的构建方案。该方案采用DataSocket技术和Remote Panels技术实现了虚拟仪器和模拟仿真两大模块的数据传输。实际运行表明:该系统降低了实物损耗率,能够大大提高仪器的使用效率,开发周期短,成本低,具有很强的兼容性和扩展性,易于升级换代和维护。基于虚拟仪器技术的网络建设在工业以及科研实验中具有广阔的应用前景。