一种基于STM32的四旋翼飞行器控制器

针对四旋翼飞行器,设计并实现了一种基于STM32的微型飞行控制器．以新型ARM Cortex-M3内核微处理器STM32作为计算控制单元,对飞行控制器进行了模块化设计,包括主控、惯性测量、执行驱动等单元模块．给出了系统软件设计流程,研究了一种基于分布式融合滤波器的飞行姿态解算方法,并针对四旋翼飞行器的控制特点设计了控制律．实验表明控制器方案合理有效．     

带有指令滤波的孤岛分布式能源系统反步控制

针对分布式能源(DER)的微电网系统处于孤岛运行模式时,因负载产生扰动导致输出电压难以保持稳定的问题,设计了一种基于矢量控制的指令滤波反步控制器;给出了孤岛DER系统的结构及数学模型,对该模型利用反步法设计了控制器,并加入指令滤波器,意在解决反步控制中的计算膨胀问题;利用Lyapunov稳定性定理验证了系统的稳定性,并通过仿真观察此控制器在不同负载情况下的控制效果。仿真结果显示,系统的输出电压在不同类型负载情况下都能对参考电压保持良好的跟踪,验证了此控制器的有效性。     

基于RBFNN和回馈递推的新型多旋翼飞行器控制

研究了新型多旋翼飞行器的建模与轨迹跟踪控制. 建立了非线性运动学和动力学模型,并提出基于全调节径向基神经网络和回馈递推的鲁棒自适应轨迹跟踪控制策略. 首先设计了飞行器的位置误差PID控制器,用于实时消除飞行轨迹与期望轨迹的偏差,并为姿态控制环构建姿态角指令. 采用全调节径向基神经网络估计飞行器动力学模型中的复合干扰,为避免回馈递推控制器设计过程中对虚拟控制信号的繁琐求导运算,减小对解析模型的依赖度,设计了一种基于指令滤波回馈递推的飞行器姿态控制器. 该设计方法通过滤波器而非直接用解析方法对虚拟控制信号求导,大大简化了控制器的设计过程,节省了控制能量. 仿真实验表明所提出的轨迹跟踪策略的正确性和有效性.     

一种基于熵值的自动阈值图像分割方法

在分析输电线路部件图像样本的特征的基础上,提出了一种基于熵值的自动阈值图像分割方法．该方法利用图像的信息熵值来自动选择图像的分割阈值,将由输电线路主要部件构成的前景图像分割出来．实验结果表明,该算法具有实现简单、计算开销小、运算速度快的优点,能满足以天空为主要背景的输电线路自动巡视的高分辨率图像实时预处理的需     

四旋翼飞行器的分散式容错控制

针对存在复合干扰和执行器故障的四旋翼飞行器姿态系统提出一种故障调节策略. 首先给出了四旋翼飞行器的姿态模型和存在复合干扰情况下的姿态模型,并给出执行器的失效故障表达形式. 针对姿态控制系统的复合干扰和执行器失效故障,分别给出一种复合干扰估计和局部故障诊断和辨识(fault diagnosis and identification,FDI)算法. 复合干扰估计器由干扰估计误差驱动,并非直接与传统的状态跟踪或预测误差有关. 针对执行器失效故障的局部FDI结构类似于模型参考自适应,基于复合干扰估计和局部FDI设计出四旋翼飞行器姿态系统backstepping容错控制器. 仿真实验验证了文中所提容错控制策略的正确性和有效性.     

基于特征检测的航拍图像电力线提取方法

在分析输电线路无人机巡检系统航拍图像中电力线特征的基础上,针对单一Ratio算子和Hough变换提取电力线效率低、效果差的不足,提出一种基于特征检测的电力线提取算法.首先,运用Ratio算子检测直线像素点并运用Hough变换的方法提取图像中的直线信息;然后,运用特征检测算法对电力线进行提取;最后,通过实验验证了所提算法能够从复杂的自然背景中完整提取电力线,同时能有效避免漏检、误检等情况,并有较好的噪声抑制能力.该研究为电力线典型故障的检测识别提供了有力支撑,具有较好的工程应用价值.     

一种基于邻域感知的群集控制算法

对具有二次积分动态的智能群体（flock／swarm）,在固定通信网络取得的群集运动（flocking／swarming）进行了研究．根据传统势场法的思想给出虚拟力函数的数学化定义,提出了邻域感知算子的概念,解决了智能群体数量增大时每个智能体受到影响过多而合力不确定性增加的问题．运用LaSalle不变集原理和代数图论相关知识对控制算法进行了稳定性分析,并得出如下主要结论：1）智能体速度大小和方向渐近收敛,最终趋于一致;2）智能体之间的距离渐近趋于期望距离,并最终保持相对稳定;3）有互连关系的智能体之间不会有碰撞发生．理论分析显示,网络图的连通性和对Laplacian矩阵元素的平滑性处理保证了群集效果的优秀性．最后,给出一个Matlab算例仿真对理论结果进行了验证．     

输电线路巡检的路径规划与建模

输电线路的巡视、检修、抢修工作是保障电网安全可靠运行的重要基础工作,为提高巡检效率水平,优化资源配置,需制定科学合理的巡检路径规划.车辆路径问题(vehicle routing problem,VRP),通过分析输电线路巡检工作的内容和特点,制定相应的目标体系及约束条件,建立了基于VRP的输电线路巡检路径规划模型并通过算例验证了该模型与求解算法的可行性.利用Microsoft Visual C++ 6.0和Matlab混合编程,开发输电线路巡检的路径规划决策支持软件.通过巡检路径规划模型的建立及分析,为电网科学高效运行、维护奠定理论基础.     

基于多旋翼无人机的输电线路智能巡检系统

针对超/特高压输电线路安全运行所面临的挑战与风险,以当前智能电网发展与"三集五大"电网运行模式改革为背景,开发了基于多旋翼无人机的超/特高压输电线路智能巡检系统,并阐述了系统的组成、功能及其关键技术。该系统已在输电线路巡检中初步应用,结果表明其能够高效、自主、准确识别并诊断特高压输电线路的典型缺陷与故障。     

远程无线视频监控系统的设计与实现

为减少输电线路外力破坏和提高输电线路安全运行,介绍了基于PC/104工控机、MPEG-4视频压缩模块和3G无线传输模块的远程无线视频监控系统的设计与实现.文章详述了视频监控系统的框架结构,监控终端各功能模块的软、硬件设计和实现,以及监控中心的软件设计.实验结果表明:该系统实现了远程实时视频监控功能,并可远程控制监视范围及方向,在室外无人值守等场所已得到良好的应用.