基于神经元PID控制的无人机DSP飞控系统设计

航空科学技术的进步和应用领域的扩展不断推进着无人机飞控系统向着高精度、低功耗和小型化方向发展。针对小型无人机飞控系统在功耗、成本、可靠性以及集成度等方面的较高要求,设计了一种基于Freescale M56F807型DSP和神经元PID控制策略的飞控系统,详细阐述了系统的设计思想以及硬件、软件基本结构和控制策略。采用了时域信号的取样积累平均方法,减少了算法的实现难度,提高了采样精度。对硬件设计中的关键技术进行了研究和探讨,所设计的系统具有设计精炼,可靠性高,开放性好等优点,取得了较好的实验效果。基于DSP的现代高速数字处理飞控系统,能够赋予无人机更大的机动性、更高的灵活性和更广泛的适用性。     

基于模型的飞控系统虚拟样机平台

研究了一种基于模型的飞控系统虚拟样机平台方案,首先分析了以Rhapsody与Simulink为核心的虚拟样机平台组成特点,并详细解释了系统建模语言Sys ML的Profile扩展机制以及应用Profile实现Sys ML与Simulink代码的集成,最后介绍了在此平台上进行飞控系统虚拟样机的设计以及功能验证.     

一种改进的基于飞鸟迁徙的Ad hoc网络路由算法

通过对一种基于飞鸟迁徙原理的Ad hoc网络组网算法的研究,发现该算法中的信标报文发送、路由恢复等设计存在缺陷,从而产生网络负载增加、路由重建效率低下等问题,严重影响了路由算法的效率。针对信标报文发送存在的问题,设计了新的信标报文发送策略,该策略综合考虑了结点的移动距离、移动方向、 移动范围内的结点密度等影响因素,并通过和一个新增加的心跳报文一起工作,来改善原算法中存在的问题;针对路由恢复存在的问题,通过在协议运行过程中生成一个应急路由表来避免原算法中的报文回传策略,从而提高原算法的效率。仿真表明,新算法能有效克服原算法的问题,降低了路由开销和平均时延,提高了成功率,网络的整体性能进一步得到提升。     

小型单旋翼无人直升机系统的设计与实现

针对无人直升机动力学建模与飞行控制方法研究的问题,构建了一个由空中飞行平台、数据传输设备以及地面监控平台组成的小型单旋翼无人直升机验证系统.系统中空中飞行平台由Raptor-50型直升机和自主研制的飞行控制系统组成,可以实现不同飞行模态下飞行状态的测量与记录功能;数据传输设备完成小型单旋翼无人直升机机载电子设备与地面站间的通讯传输功能.地面监控平台用于监控飞行状态以及实现人机交互等功能;地面监控平台用于监控飞行状态以及实现人机交互等功能.通过实际的飞行测试,所构建的系统能够满足小型单旋翼无人直升机系统建模与控制方法的研究内容对系统性能的要求.     

基于超声波与红外的AGV定位方法

以往的AGV(Automatic Guided Vehicle)多采用电磁感应技术、机器视觉技术和激光技术进行定位。其电磁感应技术更改路径困难;机器视觉定位算法复杂,实时性差;激光技术定位电路复杂,成本较高。为此,基于超声传感器设计了自动引导车辆的定位系统,提出了一种高精度测量超声信号传播时间的方法。该方法采用双超声发射传感器依照一定的时序进行工作,解决了信号相互干扰问题,在得到AGV位置信息的同时得到其姿态信息,简化了AGV的机械结构。设计了低噪声放大电路抑制噪声干扰;利用自动增益调整电路提高系统的测量精度;采用声速补偿方法消除环境温度变化对定位精度的影响。实验结果表明,该系统可以在300 cm×400 cm的范围内对AGV的车头和车尾精确、实时定位,定位精度达±3 mm。     

飞行模拟器新型倾斜协调体感算法应用分析

经典洗出滤波算法在一次突发过载运动后,平动低频输出持续加速度与参考加速度存在较大的感觉误差,为提高模拟器动感逼真度,针对经典洗出算法结构提出一种新型倾斜协调体感算法:采用模糊逻辑补偿思想,以人体感官模型洗出信号误差及变化率作为模糊控制器输入补偿于倾斜协调通道;去除低通滤波器,将输入参考信号与平动高频信号差值及模糊补偿合成信号代替低通滤波器输入信号,结合平动高通角加速度二次滤波补偿和加速度补偿使得洗出效果在有限的空间内达到最优。以模拟飞机加速度信号进行Simulink仿真,结果表明提出的算法在相位延迟和虚假暗示方面有较大改善,同时扩展了运动范围,增加了模拟逼真度。     

民航飞机低空颠簸与地理环境因子相关性研究

基于飞行品质监控大数据, 对各机场区域低空颠簸频率进行统计。利用地形及气象观测数据, 研究低空颠簸与环境因子的相关性。结果表明, 飞机低空颠簸与地形起伏度、气温日较差以及风速有显著相关性。利用地理加权回归(GWR)模型进行拟合分析, 发现上述环境因子的影响强度存在空间差异。地形起伏度与风速的影响强度均自东北向西南逐渐增大, 气温日较差的影响强度自东南向西北再向东北逐渐增大。地理加权回归模型的调整R²达到0.512, 说明模型的有效性很好。基于拟合模型对全国范围低空颠簸风险进行估计,获得颠簸风险分级空间分布图。研究结果对机场选址和飞行安全管理具有参考价值。     

一种局部搜索能力增强的狮群算法

狮群算法作为一种新型群智能优化算法,其进化过程多依据狮群猎食、交配等动物本性出发,因此难免会存在收敛速度慢并且不容易发现全局极值等缺点.针对当前基本狮群算法存在的缺点,提出一种局部搜索能力增强的狮群算法(Enhanced Local Search Lion Optimization Algorithm,ELSLOA).为增强种群局部搜索效率,对所有领地狮引入对立搜索方法提高寻优能力,并对优良个体执行Levy flight操作,提高个体局部开采能力,最后利用Tent混沌搜索对领地狮和流浪狮执行混沌操作.对算法进行了函数的仿真对比分析,充分验证了所提出算法的优良性能.     

多机型不正常航班恢复的时空网络模型

航空公司在执行日常飞行任务过程中,不可避免地会遇到恶劣天气、飞机故障等突发事件.此时,以最短时间、最小成本,调用可利用的资源进行航班的恢复是航空公司的重要目标.航班恢复包括飞机恢复、机组恢复及乘客恢复.其中飞机恢复是航空公司考虑的首要因素.在目前涉及飞机恢复的文献中,往往是单机型的飞机恢复,但实际中航空公司也可能调用不同机型的飞机进行航班的恢复.本文建立了单机型和多机型的时空网络模型,结合数学模型,采用Gurobi优化软件进行求解.实验结果表明,本文所提出的模型在有限时间内可以给出相对优化的恢复方案.     

螺棱断面形状对单螺杆挤出机熔融输送段的影响

采用数值分析方法分析了单螺杆挤出机螺杆的螺棱断面形状对PVC木塑材料熔融输送段熔融过程的影响.采用流变实验,获得PVC木塑材料的黏度数据,由幂律模型与近似阿雷尼克斯模型共同给出黏度模型,并运用Polyflow中Polymat模块对实验数据进行拟合,获得数值分析研究所需物料流变参数;应用PRO/E建立三维实体模型,采用Gambit进行网格划分,运用Polyflow的网格重叠技术并生成叠加网格文件,确定物料参数和边界条件后建立了数值分析模型,求解得到不同螺棱断面形状对PVC木塑单螺杆挤出机熔融输送段各流场的影响.