基于STM32的四旋翼飞行器的设计

四旋翼飞行器飞行效果的优劣取决于控制系统的性能和算法。本文设计的四旋翼飞行器的微处理器是STM32,利用MPU6050采集飞行器的姿态信息,借助PID算法调整系统PWM输出占空比,从而调整飞行器的运动。反复的试验表明,本设计能够实现四旋翼飞行器的基本飞行动作。     

基于STM32的四轴飞行器运动控制系统设计

本设计主要分析了四轴飞行器的飞行原理,通过STM32单片机作为控制核心对四轴飞行器进行姿态信息采集和姿态控制,根据四轴飞行器的飞行特点,设计了四轴飞行器运动控制系统。通过对四旋翼工作模式与控制参数的研究,设计了串级PID控制器驱动电动机工作,从而实现四轴飞行器的起飞,悬停等姿态控制。     

模拟器飞行仿真系统研究

飞行仿真系统是现代飞行器设计与研发的重要工具,是整个飞行器进行飞行模拟的重要数据源,可以为飞行器设计的动态验证提供重要支持。为了使模拟器能够尽量逼真地模拟飞机的飞行,需要建立精确的飞行仿真系统。对飞行仿真系统设计进行了研究,介绍了飞行仿真系统组成,给出了飞行仿真系统架构,阐述了飞行仿真系统功能。     

基于ADS-B信号的非合作空中飞行器监视系统

随着私人小型飞行器的快速发展与应用,对机场空中管制、个人隐私安全、国家重点设施保密等产生了极大的影响和隐患。本文介绍了一种对飞行器中ADS-B信号进行捕捉和测向的系统的原理与设计,从而实现对空中飞行器的实时监视与报警。该系统在对ADS-B信号非解码GPS定位信息处理的基础上,利用干涉仪测向的方法对飞行器位置进行定位。同时使用USR P软件无线电平台来进行信号的接收和处理,使得系统可以使用接收通道校准程序来对系统进行校准并且更加方便调试。该系统为利用空中飞行器ADS-B信号定位提供了一种新的接收处理方式,对空中飞行器监视方面的技术发展有很大的借鉴意义。     

关于民用飞行器结构设计演变的研究

飞行器结构设计是飞行器设计中重要的组成部分,本文从飞行器结构设计的要求出发、详细介绍了机身、机翼、尾翼的设计特点,总结了飞行器结构设计的演变趋势,对飞行器设计人员和维修人员具有一定的参考价值。     

磁力耦合无人高压气体弹射起飞研究

无人飞行器弹射起飞是世界各国都在研究的一种先进的无人机发射技术。冷气磁力发射车是由机动底牌、智能供气电、磁力发射架、储载机箱、卸荷控制等系统组成。此成果已应用于某型号无人飞行器系统研究上。本文就无人飞行器弹射装置几个关键系统的设计进行简单的介绍。     

飞行器发动机滑油磨粒在线监测技术

发动机是飞行器最重要的部件之一,直接关乎飞行器飞行安全。飞行器发动机的滑油系统零部件工作在高温、高负荷、交变应力的恶劣环境中,这些零部件工作时因摩擦产生的微小金属磨粒反映了发动机滑油系统零件的磨损状况。发动机滑油金属磨粒检测技术是发动机故障诊断和预测的重要手段。本文设计了一个电感式磨粒在线监测系统,能对油路中金属磨粒进行实时在线监测,从而在线监测发动机滑油系统工作状态,预警飞行器发动机故障。     

一种球形飞行器的设计与制作

本文设计出一种适合多种地形起飞防碰撞的球形飞行器,球形飞行器采用航空泡沫制作球形防撞外壳,共轴反桨动力结构,基于pixhawk平台设计的飞控系统。该球形飞行器的设计使其具有良好的环境适应性,能够在空间狭小的环境中飞行,且不会在碰撞过程中出现打桨造成损坏,具有良好的起降能力,能够在掌上起飞,拆装方便,具有良好的可携带性。     

基于惯导地速的飞机轮速比对逻辑缺陷分析

惯导系统广泛应用于各类飞行器上,为飞行器提供姿态、航向、地速以及加速度等重要参数。某型飞机机轮刹车系统引用惯导地速,并结合飞机的轮速设计了轮速比对逻辑,用于在飞机滑行过程中进行系统自检。在飞机试飞过程中,由于激发了轮速比对逻辑引发了刹车系统故障,对轮速比对逻辑进行了深入研究,发现了该逻辑的设计缺陷,提出了改进建议,供飞机设计优化使用。     

基于手部动作的可控四旋翼飞行器系统设计

基于手势控制的人机交互是当前的一个重要研究方向。本文对基于手部动作的可控四旋翼飞行器系统进行设计,实现了一套可用于人机交互的飞行器控制系统。该系统对摄像头获取的图像进行采集处理,并通过YCrCb模型,二值化处理降噪等算法基于肤色特征获取手部信息,并获取手部的运动轨迹,通过获取的手部运动轨迹控制四旋翼飞行器的飞行。该系统在军事、农业与商业等民用领域都具有广泛的应用前景。     

微型扑旋翼飞行器结构设计

扑旋翼飞行器作为一种全新布局的微型飞行器(MAV),近年来吸引了很多关注,但目前针对飞行器结构设计的研究还较为空白。本文针对这一问题,以微型扑旋翼飞行器为研究对象进行了结构设计,包括驱动装置设计、传动机构设计、扑旋机构设计和机翼设计。在完成设计后,本文还探讨了扑旋翼飞行器的制作和组装,包括不同部件的材料和加工方式。获得样机后,通过实验对扑旋翼飞行器进行验证。结果表明所设计飞行器满足要求,可为相关方向的研究提供参考。     

飞行器分离实验中母体空间飞行器的设计研究

针对模拟空间飞行器分离实验设备中母体空间飞行器的设计要求,提出了母体空间飞行器的设计重点问题,并采用了较简单的坐标系确定方法确定母体空间飞行器和子飞行器的坐标关系。提出采用压心计算方法确认母体空间飞行器的精确外形尺寸以减少空气阻力对母体空间飞行器的姿态影响,利用流体专用软件Fluent对母体空间飞行器所受空气阻力进行了仿真计算,得出了母体空间飞行器精确的压心位置和确认了母体空间飞行器的精确尺寸。通过该设计方法即保证了母体空间飞行器初始状态的姿态并能对子飞行器质心的位置进行精确测量。     

基于PIX飞行控制系统的倾转旋翼机的研究

本文分析了固定翼飞机和倾转旋翼飞行器在结构、成本、适合平台、应用前景等方面的不同点,指出四旋翼倾转旋翼机的特点和优势。介绍了制作四旋翼倾转旋翼飞行器模型的过程,重点对气动布局,主翼材料进行了设计研究,并对飞控系统的关键内容进行了分析与研究。     

基于四旋翼的智能温室环境监测系统

本系统是基于四旋翼飞行器,采用STM32控制芯片设计,结合了先进的网络通信、自动控制、物联网及软件等技术的智能温室环境监测系统。系统采用GPS模块实现四轴飞行器的空间定位功能,当系统定时定位采集空气温度、空气湿度、光照度、二氧化碳浓度、氧气浓度等信息后,同步将传感器测量数据通过WIFI平台传回到终端设备上,方便管理者在有WIFI的地方实时感知当前大棚内的各项环境参数指标,从而做出相应调控措施。     

基于LabVIEW的飞控及航电系统数据的监测系统设计

在飞行器不断向更高、更快、更稳定方向发展时,监测飞行器的飞控性能和分析处理数据的能力与日益增长的大数据和高性能指标很难匹配,严重制约了飞行器的发展。针对这一问题,本文采用虚拟仪器——LabVIEW作为系统软件开发平台,提出一种基于LabVIEW的飞控及航电系统数据的监测系统设计。采用LabVIEW中数据采集模块和外部设备通信的DAQ助手,运用LabVIEW中TDMS模块对数据进行读写,利用自定义簇对不同数据类型进行捆绑,以数据流形式进行数据处理。采用界面动态调用,显示人机界面。此设计系统在实际应用中得到了很好的验证,数据实时监测且稳定可靠,对大数据具有很快的分析处理能力,满足了对飞行器的大数据监测的需求。面对飞行器的大数据实时监测性能的需求,有着广阔的实际应用前景。     

四旋翼飞行器控制系统研究

本文着重就四旋翼飞行器控制系统的硬件组成、结构和软件算法进行研究。介绍了四旋翼飞行器的组成结构和飞行原理,包括四旋翼飞行器的优势和特点以及今后的应用领域;讨论了控制系统的硬件组成结构及其特点,如主控制器MCU芯片的选择、所需传感器种类的确定、数据传输模块的设计和硬件通信协议的分析;研究了姿态解算的方法,包括捷联惯导系统、姿态解算的四元数方法、互补滤波;研究了四旋翼飞行器的控制方法,采用了经典的PID控制方法,设计偏航、俯仰、滚转的三路并行PID控制器。     

基于VxWorks的PowerPC在通用性飞行器多参数采集系统的应用研究

基于通用性飞行器平台概念,阐述了PowerPC及VxWorks在飞行器多参数采集系统中的应用。以Freescale公司的MPC8640为处理核心,采用模块化设计,根据电路的功能把发动机参数采集器硬件分解成CPU模块、参数采集调理模块、参数处理模块、航空电源模块、显示模块五部分。软件方面采用选用在航空领域当中有广泛应用的实时性操作系统VxWorks。     

大型风洞全场智能感知的研究进展

先进大型风洞是支撑飞行器设计验证的战略性设施,由于先进飞行器的复杂气动外形、非标准化结构,给其全场分布式参数测量带来了巨大挑战,包括模型表面应力场、应变场、温度场、气流分布,以及模型周围流场空气动力学结构和速度场信息,而且还需要解决测量数据的正确性验证问题。本文讨论了柔性传感器测量技术和非接触光学的流场测量技术,利用大面积、柔性传感器获取飞行器表面的物理场分布,PIV技术获得飞行器周围流场结构或信息,实时、定量显示飞行器全场物理场信息,并与计算模拟或飞行数据库进行相互融合与支撑,实现飞行器气动特性在线感知。全场测量技术将全面提升风洞试验的数据采集能力,突破传统测量系统难以实现全场感知的局限,并实现风洞试验的定量测量与大规模数据的处理与分析,为大型风洞智能运行奠定基础。     

四旋翼飞行器控制系统的研究

本文着重就四旋翼飞行器控制系统的系统组成、结构和软件算法进行研究与探索。四旋翼飞行器由控制核心处理器、加速度计、陀螺仪、磁场计和GPS模块等组成,控制核心处理器负责接收飞行器姿态数据和控制飞行姿态;用PID控制算法对数据进行处理,同时,计算出飞行器相应电机需要的PWM增减量,及时调整电机转速,调整飞行姿态,使飞行器的飞行的更加稳定。本系统选用的ST公司的STM32F407作为四旋翼飞行器的控制核心芯片,该芯片是ARM公司的最新内核Cortex M4F,通过其强大的控制和运算能力为本系统的研究奠定了很好的基础。     

四旋翼飞行器的设计与实现

为了研究四旋翼飞行器的基本工作原理,文章设计了一个基于PID控制算法的四旋翼飞行控制器。飞行器以STM32F103RCT6的最小系统作为主控单元,实时姿态采用惯性单元MPU6050进行检测,使用互补滤波融合算法进行姿态修正计算,为了方便调试而设计了一个专用的遥控器,无线通信采用加AP的2.4G无线模块,专用遥控器和飞控通信时采用分时复用的办法实现数据回传功能。软硬件调试完毕并且整定好PID参数之后测试成功,飞行器实现了垂直升降、小角度控制下的前、后、左、右的遥控飞行。