浅析无人机起飞质量发展趋势

本文提出了一种可用于无人机总体方案设计阶段的起飞质量设计方法。在分析影响无人机起飞质量和分类质量的基础上,通过本文提出的无人机质量平衡方程迭代计算方法,可以设计无人机起飞质量和分类质量。在无人机总体方案设计时,通过质量平衡方程计算给出所需的质量控制指标,为提高无人机有效载荷质量提供依据。     

无人机滑跑起飞过程及其数学模型研究

无人机地面滑跑起飞时的运动特性与空中飞行时的有所不同。以某型无人机为背景,描述了无人机地面滑跑起飞的全过程,分析了无人机在滑跑起飞各个阶段的受力情况,并逐一建立了各个阶段的运动方程（数学模型）,在飞机地面运动模型中采用了弹性的轮胎和起落架模型。仿真结果表明,建立的模型比较准确地反映该无人机地面滑跑起飞的运动特性。     

机场独立运行跑道起飞容量计算模型

跑道容量的确定是多条跑道开设时机的依据.给定了独立运行跑道起飞容量的概念,分析了各种影响跑道起飞容量的因素,按典型正态分布问题建立了计算模型;根据起飞飞机的速度关系和空管规则综合考虑了跑道占用时间、飞机前后间距标准、空管规则、风速影响、起飞公共段长度等影响因素,从理论上分类建立了机场独立运行跑道起飞容量的计算模型,提出了确定容量的方法,并利用某机场的实际运行航班数据对起飞容量进行计算,计算结果验证了该模型的实用性和可行性.     

浅析起飞决断速度V_1

在飞行训练过程当中,飞行教员发现很多飞行学员对于起飞决断速度V1的认识不是很清楚,经常会有很多疑问;同时也有很多学员对起飞决断速度V1的重视程度不够,认为在起飞过程中报告＂V1＂只是一个形式。飞行机组人员能够正确认识起飞决断速度V1对保证起飞安全有着重要意义,本文围绕起飞决断速度V1展开,通过平衡跑道概念和简化的函数图形关系介绍了起飞决断速度V1的计算确定方法。     

太阳能无人机机翼几何非线性气动弹性分析

以大展弦比机翼为研究对象,结合几何非线性结构有限元建模方法与非线性气动力计算技术,提出了一种利用插值技术求解几何非线性气动弹性问题的方法。并以某太阳能无人机机翼缩比模型为例进行计算分析以及试验研究。研究结果表明：提出的方法得到非线性颤振解与常规方法得到的计算结果基本一致,但应用此方法后,不仅计算效率成倍提高,而且能规避常规方法中由于计算工况设定不合理可能导致的严重计算偏差。     

空中机器人

智能程度的提高,让无人机日益向空中机器人发展。机器人在空中既要控制自己的姿态和行动,又要完成预先指定的任务,这一切实现起来并不容易。     

太阳能无人机能源系统参数的敏度分析

通过对太阳能无人机驻空过程中4个典型飞行阶段的特点分析,总结相应的功率变化模型,并通过分析此模型获得所需功率与质量、功率因子、展弦比密切相关的结论,并进一步分析了这三者对太阳能无人机的能源系统及整体设计的影响.通过对功率因子随攻角变化规律的分析研究,获得了满足飞行能量需求的攻角变化范围;考虑能量平衡,对太阳能无人机各子系统质量以及整体质量进行建模,分析翼展和展弦比对质量的影响,同时讨论了储能电池和太阳能电池质量对功率需求的影响.结合上述分析得出结论:随着翼展的增大,太阳能无人机所需功率有所增大;当翼展一定时,随着展弦比的增加,所需功率有所减小.     

临近空间太阳能无人机在应急通信中的应用

 临近空间太阳能无人机飞行时间长、飞行高度高,结合通信载荷可在临近空间形成空中通信服务系统,在应急通信领域具有巨大的应用前景。介绍了国内外太阳能无人机平台的发展现状及其在通信方面的应用情况,通过分析基于太阳能无人机的通信系统的特点、应用方向,提出了基于太阳能无人机通信系统的3种典型应用场景,探讨了其关键技术及效益。研究表明,利用太阳能无人机平台可构建临近空间通信系统,实现持久广域的通信覆盖,使用灵活,可在应急通信领域发挥重要作用。     

飞机极限起飞重量和决断速度的确定

飞机极限起飞重量和决断速度的确定蔡良才邓学钧（空军工程学院，西安７１００３８）（东南大学交通学院，南京２１００１８）目前，我国军用机场跑道长度设计是不考虑一发失效这种不利情况的．因为按这种不利情况来设计，需要增加跑道长度．那么，按现行跑道长度设计方...     

小型长航时太阳能无人机总体设计优化方法

为解决小型长航时太阳能无人机总体设计中能量获取过程精确度低、设计参数区间寻优困难的问题,基于能量平衡原理提出了"小型低空长航时太阳能无人机总体设计优化方法"。为准确表征太阳辐射强度,引入了大气质量和大气透明度系数,用直射辐射强度和散射辐射强度建立了无人机的太阳辐射模型;基于太阳能飞机能量原理,结合太阳辐射模型和能量关系,统计无人机质量分配并参数化建模,建立了能量平衡模型并进行了验证;提出跨夜剩余航时的概念,以跨夜剩余航时最大化为目标,利用遗传算法进行优化,得到最优设计参数和方案。以6月22日在西安执飞为例进行优化设计,研制试验样机进行了飞行试验。研究表明,验证机具备跨夜飞行能力。     

无人机影像自动拼接校正

无人机影像可获得海量的高空间分辨率影像,在国土资源、林业调查、农业、灾害快速响应等多方面具有广阔的应用前景,不过如何立刻收集这些数据,是无人机快速应用的一个难题。如何拼接一系列具有重叠区的相邻影像,构成无缝可用的总影像,是应用的一个重要问题。研究采用浙江省富阳的无人机影像,预处理后基于参考影像,先对待匹配影像进行均质化变换,以减小影像间的明显差异,再寻找匹配特征并寻优。在影像之间的重叠区域,为尽量达到影像间无缝连接,采用平滑处理。拼接算法在Matlab 6.5中实现所得到的最终结果,较好地实现了影像间的结合,总体连接平滑并且接缝不明显。研究能够为实现无人机影像的自动化处理,加快无人机在各领域的应用。     

无人机对风切变干扰的BSSA控制器的设计

为了克服四旋翼无人直升机在飞行过程中受到风切变干扰而不稳定的问题,设计出了反步滑模自适应控制器。首先建立无人机在风切变中的动力学模型,之后将反步自适应控制与滑模控制方法结合,推导并设计出反步滑模自适应控制器,最后在Simulink中进行仿真实验。实验结果表明,在风切变的作用下反步滑模自适应控制器(BSSA)与反步自适应控制器(BSA)相比,反步滑模自适应控制器能够进一步缓解风切变对无人机造成的影响,具有更强的鲁棒性。     

面向无人机视频分析的车辆目标检测方法

提出一种将航拍车辆视频预处理与轻量化目标检测模型结合的级联方式.首先,针对无人机拍摄的车辆视频数据大量冗余的问题,在边缘设备设置一个两级过滤器,通过帧的像素级及结构性差异过滤大量冗余帧,从而大幅减少传输到后端的检测模型的帧数;其次,针对高精度目标检测模型时延高的问题,采用通道剪枝与层剪枝结合的方法压缩YOLOv3模型并部署在PC端,实现时延和精度的均衡.实验结果表明:两级过滤器能够有效过滤90%以上的冗余帧数,相较于原模型,压缩模型在精度仅下降2%左右的情况下,检测速度提高78.3%,达到36.9帧·s^-1.     

四旋翼无人机悬停飞行自适应PD控制器设计

提出一种基于模型参考的自适应PD控制器设计方法,用于质量可变的四旋翼无人机的悬停飞行控制。由无人机的动力学方程对悬停飞行时姿态角近似处理得出参考模型,根据参考模型选取一个与实际系统相似并且有期望动态特性的二阶系统。基于Lyapunov稳定性理论的方法,通过被控对象的输出与参考模型输出之间的误差确定控制器的参数,当被控对象参数发生变化时,自适应机构通过参数估计调整PD控制器的输出,使被控对象参数的估计值总能跟踪其实际值,并分别与常规的PD控制器和加入了限速补偿环节的PD控制器进行仿真实验对比。结果表明,该控制器的控制信号比常规的PD控制器超调量小;比加入了限速补偿环节的PD控制器调节速度快,稳定性更好。对于四旋翼无人机的悬停有更好的控制效果。     

无人机绳钩回收仿真研究

比较了几种典型的固定翼无人机回收方式,针对舰载无人机,分析了绳钩回收方式的优点,给出了绳钩回收方案。通过分析绳钩回收情况下无人机的受力状态,建立起无人机绳钩回收仿真模型,并以某型舰载无人机为对象,在Maltab/Simulink中进行仿真验证。仿真结果可以得出无人机过载和回收制动力都在合理范围内,表明本文无人机绳钩回收方式是可行的。     

无人机螺桨噪声主动控制实验

对无人机螺桨噪声的主动控制技术进行实验研究。针对某型国产无人机,通过对其发动机螺桨噪声的测量分析,设计并开发了一个四入二出的主动噪声控制系统。利用该系统,在实验室环境下分别对100 Hz单频正弦噪声、实际风扇噪声和实际录取的某型号无人机螺桨噪声进行了噪声控制实验,取得了较好的消声效果。     

基于主-辅控制架构的无人机鲁棒飞行控制律设计

无人机在实际飞行中易受到扰动与系统未建模动态等不确定性因素的影响.为此,文中提出了一种新的鲁棒飞行控制律设计方法.该方法以主-辅控制器为基本架构,主控制器采用鲁棒伺服线性二次型调节(LQR)法构造,以提供基本指令跟踪控制输入;以加入主控制器后的理想闭环系统为参考模型,基于鲁棒模型参考自适应算法设计辅控制器,以抑制扰动和未建模动态对飞行控制系统的影响.理论分析表明,该控制律能够保证闭环飞行控制系统在存在有界扰动与未建模动态情况下稳定且跟踪误差有界.非线性对比仿真验证了控制系统对各种形式扰动的抑制作用,说明了该控制系统的有效性与鲁棒性.     

无人机航迹规划算法研究

航迹规划算法是无人机应用的关键技术之一。本文主要结合蚁群算法对无人机三维航迹规划进行了系统的研究。针对无人机三维航迹规划的复杂性及其搜索空间大且效率低的问题,提出了一种基于蚁群算法的航迹滚动规划方法,并将地形条件与航迹规划的约束条件加入搜索算法中,以使规划的航迹更符合实际情形。仿真实例结果表明,所提出的规划方法可以规划出满足无人机飞行要求的航迹。     

基于改进一致性理论的无人机编队航迹在线规划

针对无人机编队在飞行过程中任务发生变化的情形,提出了基于改进一致性理论的无人机编队航迹在线规划方法。首先,针对一致性算法进行改进,引入人工势场法,提出了考虑机间距离和相对速度的防碰撞策略;基于无人机相对位置和状态量,提出了考虑无人机转弯半径和速度的转弯策略。其次,基于编队拆分思想和RRT*算法,提出了基于拆分编队思想的在线航迹规划方法。仿真结果表明：防碰撞策略能使无人机之间在编队成形前保持安全距离,不发生碰撞;转弯策略能使编队在转弯过程中保持队形;编队重组的在线航迹规划方法能满足执行新增任务的情形。     

无人飞行器通信链路抗干扰性能比较研究

由于超宽带通信技术的众多优点,将其应用在无人飞行器编队通信链路上是一个可行的选择。建立了部分频带干扰模型,通过理论分析和计算机仿真,对不同带宽的干扰信号、接收机采用不同的接收检测方式时,跳时-脉位调制超宽带通信系统的抗干扰性能进行了评估。分析比较发现采用软判决接收方式时的抗干扰效果优于硬判决接收方式;在干扰功率相同的情况下,干扰信号带宽越小系统性能越差。这些有益的研究结果为超宽带通信链路的参数选择提供了重要依据。