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一种小型无人机飞行控制及图像传输系统设计研究
1
作者 李玲 唐嘉成 谭皓琳 《郑州航空工业管理学院学报》 2024年第2期58-64,共7页
文章设计了无人机的飞行控制及图像传输,将PID算法和飞行控制的公式相结合,建立更平稳的飞行控制模型。采用功能较为强大的STM32F4系列单片机作为中心处理器进行设计,分模块分平台来模拟实现无人机的飞行控制、图像采集和图像传输等功... 文章设计了无人机的飞行控制及图像传输,将PID算法和飞行控制的公式相结合,建立更平稳的飞行控制模型。采用功能较为强大的STM32F4系列单片机作为中心处理器进行设计,分模块分平台来模拟实现无人机的飞行控制、图像采集和图像传输等功能。不仅可以增加飞行拍摄稳定性,也可以为跨平台飞行摄像传输提供参考。 展开更多
关键词 飞行控制 图像传输 STM32单片机 ESP32-CAM
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MBSE在航空飞行控制系统的应用研究
2
作者 陈宣文 黄晖 戴小氐 《航空工程进展》 CSCD 2024年第2期152-165,共14页
现代飞机系统的复杂性不断增长,传统的开发方法在管理和维护方面变得越来越具有挑战性。首先,对航空飞控系统研发过程在当前系统工程实践方面进行了评估,阐述了传统开发方式的不足和基于模型的系统工程(MBSE)的核心原则和优点,以及在实... 现代飞机系统的复杂性不断增长,传统的开发方法在管理和维护方面变得越来越具有挑战性。首先,对航空飞控系统研发过程在当前系统工程实践方面进行了评估,阐述了传统开发方式的不足和基于模型的系统工程(MBSE)的核心原则和优点,以及在实现中常用的工具和方法;然后,展示了MBSE如何在飞行控制系统研发时使用模型来支持复杂系统的规范、设计、分析、验证和确认的过程;最后,结合先进的MBSE工具和方法的发展,MBSE结合敏捷的开发前景,以及提高MBSE实践的互操作性和标准化的需求对未来的研究方向进行了展望。本文研究为利用MBSE方法论和工具来改进飞行控制系统的设计、开发和性能感兴趣的航空工业专业人员、系统工程师提供资源和解决思路。 展开更多
关键词 MBSE SYSML 飞行控制系统 数字线程 基于模型的测试
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输入时滞和外部干扰下的QUAV鲁棒最优飞行控制
3
作者 夏荣盛 许计才 +1 位作者 卜春磊 阎坤 《西安工业大学学报》 CAS 2024年第2期127-136,共10页
针对存在外部干扰以及输入时滞约束下的四旋翼无人机(Quadrotor Unmanned Aerial Vehicle,QUAV)系统,文中提出一种基于自适应动态规划方法的鲁棒最优轨迹跟踪控制策略。采用干扰观测器技术针对存在于位置环和姿态环的外部干扰进行估计;... 针对存在外部干扰以及输入时滞约束下的四旋翼无人机(Quadrotor Unmanned Aerial Vehicle,QUAV)系统,文中提出一种基于自适应动态规划方法的鲁棒最优轨迹跟踪控制策略。采用干扰观测器技术针对存在于位置环和姿态环的外部干扰进行估计;采用Padé逼近技术处理姿态环存在的输入时滞问题;在反步法框架下基于自适应动态规划算法设计最优鲁棒轨迹跟踪控制器;结合李雅普洛夫方法对整个闭环系统的稳定性进行分析,并针对QUAV动态模型开展数值仿真试验,验证所提鲁棒最优飞行控制方案的可靠性。 展开更多
关键词 自动控制 四旋翼无人机 输入时滞 自适应动态规划 最优飞行控制
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基于Raspberry Pi及Drone Kit的无人机飞行控制教学实践应用
4
作者 曹芸芸 《微型电脑应用》 2024年第5期243-246,共4页
基于开源硬件Raspberry Pi,Pixhawk及开源软件Drone Kit,设计了高校无人机飞行控制教学实践课程。课程中使用Raspberry Pi作为无人机的机载计算机与Pixhawk飞控芯片协同工作,通过使用MAVLink协议通信。学生在实践操作中需要掌握硬件各... 基于开源硬件Raspberry Pi,Pixhawk及开源软件Drone Kit,设计了高校无人机飞行控制教学实践课程。课程中使用Raspberry Pi作为无人机的机载计算机与Pixhawk飞控芯片协同工作,通过使用MAVLink协议通信。学生在实践操作中需要掌握硬件各接口的功能属性进行无人机组装,在调测环境下,基于Drone Kit开发无人机飞行控制程序。所提的实践课程可以提高学生的动手实践能力,新环境下的创新应用能力能加深对飞行控制技术的理论理解。 展开更多
关键词 实践课程 Raspberry Pi Drone Kit 无人机 飞行控制
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某型飞机飞行控制系统概述及钢索维护建议
5
作者 那超 《内燃机与配件》 2024年第9期126-128,共3页
飞行控制系统是飞机最重要的系统之一,它不仅直接影响飞行安全,还很大程度上决定了飞行员的操纵舒适性和旅客的乘坐舒适性。对于软式操纵系统的飞机而言,钢索是飞行操纵的直观载体,是最重要且最易出现问题的部件。本文以Cessna525飞机... 飞行控制系统是飞机最重要的系统之一,它不仅直接影响飞行安全,还很大程度上决定了飞行员的操纵舒适性和旅客的乘坐舒适性。对于软式操纵系统的飞机而言,钢索是飞行操纵的直观载体,是最重要且最易出现问题的部件。本文以Cessna525飞机飞行控制系统为研究对象,从该系统的工作原理及组成入手,描述钢索磨损、断丝等故障的检查方法,并提出维护建议,对后续该机型及类似机型相关故障的排除提供参考借鉴。 展开更多
关键词 Cessna525飞机 飞行控制系统 钢索故障
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一种无人机飞行控制软件自动测试方法
6
作者 刘玉军 赵创新 +2 位作者 王振华 刘国强 彭怡 《计算机测量与控制》 2024年第2期50-55,共6页
针对机载飞行控制软件测试依赖硬件系统、测试周期长、手动测试方式效率低、重用性差、易出错和维护成本高等问题,研究了全数字仿真环境的关键技术,提出了一种机载飞行控制软件的自动测试方法;该测试方法在全数字仿真环境中进行测试,并... 针对机载飞行控制软件测试依赖硬件系统、测试周期长、手动测试方式效率低、重用性差、易出错和维护成本高等问题,研究了全数字仿真环境的关键技术,提出了一种机载飞行控制软件的自动测试方法;该测试方法在全数字仿真环境中进行测试,并对传统的测试数据生成算法进行改进,使用AETG-SA算法生成测试数据,将测试结果的反馈引入到算法中,动态调整算法参数,获得最优测试集合,提高了测试覆盖率;在全数字仿真环境中执行测试用例,减少了嵌入式软件测试过程中对硬件的依赖,对系统功能测试和故障模拟测试的覆盖更加全面;工程实践表明,基于全数字仿真环境的自动测试方法相较于传统全实物和半实物的测试方法测试充分性提升了4%,测试时间缩短了44%。 展开更多
关键词 飞行控制软件 机载软件 全数字仿真环境 AETG-SA算法 自动测试方法
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基于项目导向构建高职“飞行控制系统”课程
7
作者 刘永福 黄建民 《科技风》 2023年第36期131-133,共3页
无人机应用技术是高职新兴的一门专业,该专业课程体系大多数基于地域职业需求构建课程体系及课程内容。因高职和本科教育理念的巨大差异,高职大部分无人机课程不能直接从本科院校移植,同时因为地域经济差异也导致高职院校间课程内容存... 无人机应用技术是高职新兴的一门专业,该专业课程体系大多数基于地域职业需求构建课程体系及课程内容。因高职和本科教育理念的巨大差异,高职大部分无人机课程不能直接从本科院校移植,同时因为地域经济差异也导致高职院校间课程内容存在较大差异。“飞行控制系统”课程在广东省高职院校中只有本校开设,并且服务于珠三角地区无人机制造业,因此课程内容需全新构建。本文依据珠三角地区无人机产业人才需求,基于项目导向全新构建了无人机应用技术专业的“飞行控制系统”课程。 展开更多
关键词 无人机应用技术 飞行控制系统 项目导向 课程构建
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面向扑翼飞行机器人的飞行控制研究进展综述 被引量：1
8
作者 汪婷婷 何修宇 +2 位作者 邹尧 付强 贺威 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期1630-1640,共11页
近十年来,研究人员从飞行生物的飞行机理着手分析,对扑翼飞行机器人的姿态控制、位置控制设计以及系统稳定性分析展开了深入研究,基于鲁棒控制、神经网络等技术,提出了诸多控制方法实现扑翼飞行机器人的自主飞行,其中,姿态控制通过自适... 近十年来,研究人员从飞行生物的飞行机理着手分析,对扑翼飞行机器人的姿态控制、位置控制设计以及系统稳定性分析展开了深入研究,基于鲁棒控制、神经网络等技术,提出了诸多控制方法实现扑翼飞行机器人的自主飞行,其中,姿态控制通过自适应等控制器并结合线性化方法来实现,位置控制则通过搭建层级架构的控制器等方法来完成,并通过设计扰动观测器等来处理系统的不确定性,以提高系统稳定性能.通过对相关研究工作进行总结,可以看出目前扑翼飞行机器人的飞行控制研究仍大多处于理论阶段,还需要进一步结合工程应用中的实际需求,推进扑翼飞行机器人的应用与推广.最后,探讨了扑翼飞行机器人飞行控制未来的研究方向. 展开更多
关键词 扑翼飞行机器人 生物飞行原理 自主飞行控制 姿态控制 人工智能
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纵列式无人直升机飞行控制系统设计 被引量：1
9
作者 何志辉 高万林 +2 位作者 何雄奎 任延昭 马仲伟 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期37-44,共8页
采用嵌入式设计技术设计了纵列式无人直升机飞行控制系统的硬件和软件.在飞行控制系统硬件上,采用STM32H750VBT6作为系统的主控芯片,采用6轴运动处理传感器LSM6DSR和3轴磁力计LIS2MDL构建了多传感器姿态测量硬件系统,利用主控芯片上的... 采用嵌入式设计技术设计了纵列式无人直升机飞行控制系统的硬件和软件.在飞行控制系统硬件上,采用STM32H750VBT6作为系统的主控芯片,采用6轴运动处理传感器LSM6DSR和3轴磁力计LIS2MDL构建了多传感器姿态测量硬件系统,利用主控芯片上的定时器接收遥控输入信号和输出PWM电动机及舵机控制信号.在飞行控制系统软件上,采用基于四元数互补滤波方法,对惯性导航组件测得的加速度、角速度以及磁力计测得的3轴磁场强度信息进行融合处理,解算出无人机的飞行姿态.在控制策略上采用串级控制策略,外环控制无人机的姿态角,内环控制无人机的姿态角速度实现对无人机姿态快速精确控制.最终工程实现了纵列式无人直升机飞行控制系统软、硬件,并进行试飞验证,取得了预期效果. 展开更多
关键词 纵列式无人直升机 飞行控制系统 姿态控制 串级控制 姿态角
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Simulink/Unity3D联合的飞行控制仿真教学系统开发
10
作者 朱日楠 王彪 +2 位作者 杨姗姗 李宏成 王健 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第11期187-191,共5页
基于游戏开发引擎Unity3D开发了一套面向本科教学的飞行控制可视化仿真系统。首先提出在Unity3D中准确建立飞行器物理模型的方法;然后对比分析飞控仿真常见通信方式的优劣,择优选择稳定可靠的串口通信方式完成Unity3D/Simulink联合仿真... 基于游戏开发引擎Unity3D开发了一套面向本科教学的飞行控制可视化仿真系统。首先提出在Unity3D中准确建立飞行器物理模型的方法;然后对比分析飞控仿真常见通信方式的优劣,择优选择稳定可靠的串口通信方式完成Unity3D/Simulink联合仿真平台的构建。根据飞控仿真采样频率要求,完成联合仿真时间参数设置,进而实现控制器设计。最后通过六自由度运动平台、航模机、操纵杆实现半实物演示。整个系统将Unity3D三维视景动画与半实物演示结合,实验现象直观逼真,可有效提高学生对于飞行控制相关理论的理解,加强学生工程应用能力,提高教学效果。 展开更多
关键词 飞行控制 UNITY3D 可视化 数值仿真
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运载火箭飞行控制软件的多任务设计方法
11
作者 许传明 邹军 +1 位作者 安占新 王晓玲 《航天控制》 CSCD 北大核心 2023年第3期63-68,共6页
为适应新一代运载火箭电气设备数字化、智能化的发展,提出了基于嵌入式实时操作系统的飞行控制软件多任务设计方法。设计了飞行控制、数据管理、精确关机等任务,根据实时性要求设置了相应任务的优先级;设计了飞行控制任务在三冗余处理... 为适应新一代运载火箭电气设备数字化、智能化的发展,提出了基于嵌入式实时操作系统的飞行控制软件多任务设计方法。设计了飞行控制、数据管理、精确关机等任务,根据实时性要求设置了相应任务的优先级;设计了飞行控制任务在三冗余处理器中一致性运算的机制;提出了控制周期内多任务共用临界资源的约束性要求作为冗余同步运行的余量指标。本文设计的多任务已在新一代中型运载火箭飞行试验中得到验证。 展开更多
关键词 运载火箭 飞行控制 嵌入式操作系统 多任务设计
原文传递
基于模型驱动构件库的飞行控制软件工厂研究
12
作者 陈宣文 马超 +1 位作者 马倩 孟强 《测控技术》 2023年第2期108-115,共8页
针对飞行控制软件日趋紧张的型号进度和快速增长的代码规模,首先,提出了基于模型驱动构件库开发飞行控制软件的基本概念,并与传统软件开发方法进行了对比分析;然后,针对飞行控制软件快速开发的需求,根据构件的设计准则,对飞行控制软件... 针对飞行控制软件日趋紧张的型号进度和快速增长的代码规模,首先,提出了基于模型驱动构件库开发飞行控制软件的基本概念,并与传统软件开发方法进行了对比分析;然后,针对飞行控制软件快速开发的需求,根据构件的设计准则,对飞行控制软件功能、性能、软件和硬件组成、接口关系进行领域工程建模;对飞行控制软件的共性通用部分和型号定制部分解耦后进行分层和领域构件化分析,建立了软件工厂模式的开发平台框架;最后,详细讨论了基于模型驱动构件库的软件工厂实现和维护的关键技术。 展开更多
关键词 模型驱动 构件库 飞行控制软件 软件工厂
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基于动态逆的L1自适应飞行控制方法研究
13
作者 马瀚融 薛雅丽 李寒雁 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第11期1-6,共6页
战机在战场追逃过程中需要完成超机动动作以快速进入优势攻击区域,但在大攻角飞行范围内,飞行过程具有强烈的耦合作用。传统的动态逆控制方法具有很好的快速解耦能力,但鲁棒性较差。提出一种基于非线性动态逆的L1自适应飞行控制方法,通... 战机在战场追逃过程中需要完成超机动动作以快速进入优势攻击区域,但在大攻角飞行范围内,飞行过程具有强烈的耦合作用。传统的动态逆控制方法具有很好的快速解耦能力,但鲁棒性较差。提出一种基于非线性动态逆的L1自适应飞行控制方法,通过引入PI型动态逆控制和L1自适应结构,提高了系统的动态性能和鲁棒性。最后利用某软件仿真战机类眼镜蛇机动,结果表明该方法在提升了系统动态性能的基础上,还可以有效补偿参数不确定性等扰动,同时提高了鲁棒性,能够为战机空中作战提供技术参考。 展开更多
关键词 作战飞机 飞行控制系统 动态逆 L1自适应控制 超机动 鲁棒性
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民用飞机自动飞行控制系统的发展(上) 被引量：6
14
作者 周其焕 《航空电子技术》 2001年第4期43-47,共5页
比较详细地综述了民用飞机自动飞行控制系统的现状和发展前景。
关键词 飞行操纵 自动飞行控制系统 电传飞行控制系统 光传飞行控制系统
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运输类旋翼航空器飞行控制适航要求研究 被引量：1
15
作者 陈宇金 李宏 《中国民航大学学报》 CAS 2023年第2期27-32,共6页
运输类旋翼航空器飞行控制系统总则条款CCAR 29.671仅给出顶层的适航安全目标和要求,在面向工程实践所需的适航审定建议方面存在不足。在解析适航规章和技术标准的基础上,结合实际工程实践给出了该条款适航要求和符合性方法的定性和定... 运输类旋翼航空器飞行控制系统总则条款CCAR 29.671仅给出顶层的适航安全目标和要求,在面向工程实践所需的适航审定建议方面存在不足。在解析适航规章和技术标准的基础上,结合实际工程实践给出了该条款适航要求和符合性方法的定性和定量建议,并提出了在电传飞行控制方面的适航要求和符合性方法建议。 展开更多
关键词 飞行控制系统 旋翼航空器 总体要求 适航 电传飞控
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飞行控制系统振荡故障监控器设计及应用
16
作者 金学良 《首都师范大学学报（自然科学版）》 2023年第2期29-34,共6页
振荡故障是飞机故障类型中对飞行安全、飞机结构和系统控制影响较大的一类故障。本文针对飞机振荡故障,分析了故障产生原因及影响因素,明确了振荡故障监控设计路径和监控层级,提出一种振荡故障监控器设计及验证方法,并在某型号的飞行控... 振荡故障是飞机故障类型中对飞行安全、飞机结构和系统控制影响较大的一类故障。本文针对飞机振荡故障,分析了故障产生原因及影响因素,明确了振荡故障监控设计路径和监控层级,提出一种振荡故障监控器设计及验证方法,并在某型号的飞行控制系统中应用证实其可行性。本研究对飞机飞行控制系统振荡故障监控器设计及试验验证有较好的指导作用,能够支持飞行控制系统振荡故障试验,验证振荡故障监控器与设计需求及相应适航条款的符合性。 展开更多
关键词 振荡故障监控器 地面试验 飞行控制系统
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基于Raft算法的飞行控制系统余度管理应用
17
作者 左力 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第S01期340-345,共6页
飞机飞行控制系统的主要作用是保证飞机的稳定性和操纵性,提高飞机飞行性能和完成任务的能力,增强飞行的安全性和减轻驾驶员的工作负担,因此通常都会采用余度结构实现其容错能力。针对当前分布式余度结构具有复杂度和成本较高的故障检... 飞机飞行控制系统的主要作用是保证飞机的稳定性和操纵性,提高飞机飞行性能和完成任务的能力,增强飞行的安全性和减轻驾驶员的工作负担,因此通常都会采用余度结构实现其容错能力。针对当前分布式余度结构具有复杂度和成本较高的故障检测和处理机制,使用Raft一致性算法实现飞控系统的容错。通过Raft算法在余度通道中达成一致,避免故障检测和处理机制带来的问题。除此之外,针对机载环境存在计算资源和通信资源有限的问题,采用门限签名技术降低Raft算法的计算开销和通信开销。通过实验测试验证算法能够有效应用到飞控系统中解决容错问题,并且门限签名方案可以降低Raft算法的计算开销和通信开销;而且模拟结果有效验证了Raft算法可以应用于飞控系统当中。 展开更多
关键词 Raft算法 门限签名 飞行控制系统 分布式结构 余度管理
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考虑安全性的BWB民机飞行控制系统设计
18
作者 马立群 孙晓哲 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期804-814,共11页
翼身融合(BWB)飞行器满足未来民用航空经济、绿色、低碳的运行需求,是重要的发展方向。针对BWB飞行器的飞行控制系统,对其安全性与系统设计进行了研究。给出基于系统理论的事故模型及过程,与相应的安全性分析,重点对BWB飞行器飞行控制... 翼身融合(BWB)飞行器满足未来民用航空经济、绿色、低碳的运行需求,是重要的发展方向。针对BWB飞行器的飞行控制系统,对其安全性与系统设计进行了研究。给出基于系统理论的事故模型及过程,与相应的安全性分析,重点对BWB飞行器飞行控制系统内的复杂逻辑关系、不安全控制动作、危害致因进行分析;进行切换系统设计,给出低可靠先进系统和高可靠备用系统的设计过程,并分析切换逻辑;基于设计进行仿真验证。研究结果表明:系统理论过程分析方法能够支持BWB飞行器飞行控制系统复杂逻辑关系的安全隐患分析,同时所设计的飞行控制系统具有一定的安全性与实用性。 展开更多
关键词 翼身融合飞行器 飞行控制 STPA安全性分析 建模与仿真 运行时间监控/切换
原文传递
民机自动飞行控制虚拟仿真实验设计与实现
19
作者 钟伦珑 石庆研 +1 位作者 张鹏 张旗 《电气电子教学学报》 2023年第4期154-159,共6页
围绕现代民航机务维修工程行业人才培养的需求,突出学科优势与专业特色,设计开发了民机自动飞行控制虚拟仿真实验。针对民机运行中典型的姿态、轨迹自动控制过程开展虚拟仿真实验,再现飞行真实场景,还原自动控制中姿态变化、飞行轨迹、... 围绕现代民航机务维修工程行业人才培养的需求,突出学科优势与专业特色,设计开发了民机自动飞行控制虚拟仿真实验。针对民机运行中典型的姿态、轨迹自动控制过程开展虚拟仿真实验,再现飞行真实场景,还原自动控制中姿态变化、飞行轨迹、运动参数、舵面偏转的动态过程,探究控制参数对自动控制性能的影响规律,实现抽象概念形象化、理论问题工程化、动态过程立体化、变化规律明晰化,有效解决民机自动飞行控制可视化实验难以开展、成本高昂的局限性,为电子信息工程专业的虚实结合教学实践体系提供了重要支撑和补充完善。 展开更多
关键词 飞行控制系统 课程群 课程群建设 工程技术教育
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农业植保多旋翼无人机飞行控制系统设计
20
作者 申艺方 解向阳 《南方农机》 2023年第20期87-90,共4页
【目的】为了确保农业植保无人机能够在合适的位置喷洒农药,提高控制精度、作业效率并降低成本,有必要对多旋翼无人机的飞行控制系统进行优化设计。【方法】本研究团队以STM32F428IGT6芯片为核心,设计了农业植保多旋翼无人机飞行控制系... 【目的】为了确保农业植保无人机能够在合适的位置喷洒农药,提高控制精度、作业效率并降低成本,有必要对多旋翼无人机的飞行控制系统进行优化设计。【方法】本研究团队以STM32F428IGT6芯片为核心,设计了农业植保多旋翼无人机飞行控制系统。首先概述了无人机飞行控制系统的整体架构,该飞控系统由主控系统、惯性测量单元、喷洒系统、空速测量系统等构成。其次,详细分析了无人机飞行控制系统的电源供电系统设计、通信设计、传感器选择、喷洒系统设计等硬件设计。最后,阐述了无人机飞行控制系统的算法设计,主要包括无人机姿态解算和PID控制算法,并介绍了该系统应用优势。【结果】该系统各模块之间执行SPI和CAN总线协议,可以将传感器实时采集的高度、速度、偏航角等参数传输到主控系统中,利用MCU芯片完成参数的分析处理,在此基础上发出新的调控指令,让多旋翼无人机沿着既定航线飞行,在到达特定位置后启动喷洒系统并完成喷药作业。【结论】该系统能让无人机在合适位置喷洒农药,达到远程控制、自动作业的效果,提高了植保作业效率,有利于促进现代农业机械化高质量发展。 展开更多
关键词 多旋翼无人机 飞行控制系统 传感器 PID控制 姿态融合
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