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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
方可 王永锟 周玉臣
为了让本科生充分理解和掌握知识,直观地感受自己设计的控制律在实物上运作的效果,以及完成在飞行测试之前的地面实验,开发了一套基于双旋翼天平的多旋翼飞行器控制系统的实验平台,解决了倾角识别、电机调速、控制律验证等方面的问题,采用基于Mega8L单片机、SCA60C倾角传感器、2212无刷马达以及PID控制律的系统架构,保证了系统具有良好的实时性和稳定性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李瑞 史莹晶 李佳津
为提升本科生的工程实践能力,设计了一套基于MATLAB和Gazebo的四旋翼飞行器联合仿真平台。该平台包括飞行器建模模块、控制算法设计模块和仿真结果显示模块。为适应不同的飞行场景,设计了三种具有不同功能的控制器。仿真结果采用了两种显示方式,在MATLAB中显示仿真数据曲线,进行实验结果分析;在Gazebo中显示三维仿真结果动画,使学生直观地看到控制效果。该仿真平台不但适用于教学过程,用以提升学生对系统建模与仿真及控制器设计的理解,对实际飞行器调试也具有指导意义。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
卢艳军 吴金宇
为更好地掌握四旋翼飞行器姿态测量和姿态变化的过程,设计了一种基于LabVIEW的姿态测量实验系统。该系统以自主研发的四旋翼飞行器控制系统为实验平台,通过获取飞行器的姿态数据,进行解算和上传到PC机,在LabVIEW中实现四旋翼飞行器姿态数据的存贮、波形显示和飞行器姿态的三维动态图形模拟显示等功能。系统测试精度较高、响应灵敏、操作简单、实用性强,可为学生提供一个良好的姿态测量实验平台。
关键词：
四旋翼飞行器 LabVIEW 姿态测量
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
马忠丽 刘宏达 张兰勇 彭秀艳
为帮助学生更好地学习微型无人机相关知识,设计建成一体化的微型四旋翼无人机半物理虚拟仿真实验平台。由可升降装置和万向节联结组成平台基底,地面站软件对四旋翼无人机进行在线控制,四旋翼无人机虚拟系统利用Unity3D搭建。通过虚拟运动场景搭建、运动控制和物理系统,完成四旋翼无人机的虚拟仿真实验。制作了四旋翼无人机组装动画,由实验平台的用户界面系统将实验平台的各个部分结合起来。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王峰 邵晓根 张旭隆 韩成春
设计了一种以四旋翼飞行器作为实验对象的综合性实验教学平台。通过陀螺仪、电子罗盘、气压计、超声波等实现位姿的测量实验;采用基于ARM架构的STM32F407VGT6为控制器,经电子调速器控制四旋翼飞行器的4个无刷直流电机,可实现PID算法实验;采用图形化界面对系统参数进行了整定,通过无线方式与上位机间的通信,测试了四旋翼飞行器的飞行姿态与传感器参数特性。实验结果表明,该实验平台运行稳定可靠,适合学生做测控类综合实训。
关键词：
四旋翼飞行器 综合实训 教学平台
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈胜利 包晓霖
为满足自动化课程由入门到精讲的渐进式实验教学需要,开发出占用空间小、功能全面、性能稳定的工业自动化多功能控制系统实验教学平台。该实验教学平台分为PLC与模拟量扩展模块区、现场总线信号采集器区等12个区,涉及PLC、PLC RS485通信扩展板、步进电机等32种元器件。作为实例,给出电压输入模拟量控制伺服调速实验的电气原理图和控制程序。
关键词：
工业自动化 多功能控制 实验教学平台
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
薛昕惟 黄彦淳 王祎 夏秋粉
根据对固定翼无人机飞行控制系统的实际民用需求,本文设计了固定翼航模智能飞行控制系统。详细说明了控制系统中飞行控制算法的设计与建立过程,以及从硬件和软件两方面对系统的设计和实现过程。该系统实现了两种飞行控制方式,即人工遥控控制飞行模式和控制系统自主控制飞行模式。其中人工遥控控制飞行模式是指操控者通过遥控控制模块对固定翼航模飞行姿态进行无限制的操控,从而完成各个飞行姿态的转换;控制系统自主控制飞行模式则是指固定翼航模在控制系统的控制下,自主进行稳定的直向飞行。该系统是一种低成本、高性能、高鲁棒性的通用固定翼航模飞控系统。
关键词：
无人机 固定翼 飞行控制
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张晓辉 刘莉 贺云涛 王正平 李文光
新能源飞行器能源管理与控制课程涉及飞行器与新能源学科交叉问题，具有理论与实践紧耦合、开放点多、研究性强等特点。为提升学生的工程素养、创新能力及学习积极性，提出“以自主实验为基础，以项目实践为牵引，以创新竞赛为进阶”的分层递阶培养模式。并基于新能源飞行器能源管理的知识层次特点，设计了理论讲授、自主实验、课程实践三个课程环节，围绕课程大纲构建了新能源飞行器能源管理与控制实验教学平台，配套编写了实验教材，大大提升了实验教学效果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
万春秋 李擎 崔家瑞 杨旭 李希胜
针对飞行器姿态复合控制问题研究中直接力连续化处理导致的与实际工程特性差距较大问题，研究了体现直接力离散特性的控制系统构建方法及控制参数优化设计方法。首先，搭建了体现直接力离散特性的飞行器姿态复合控制系统框架及模型；然后针对复合控制问题的非线性、强耦合、多约束等复杂特性，采用PSO算法对控制律及控制分配参数进行多目标优化设计，构建了飞行器姿态智能控制系统；再通过数字仿真从控制算法、PSO算法参数、飞行器系统参数三个方面对智能控制问题研究方法进行了说明；最后，依托最新科研成果设计开发了飞行器姿态智能控制实验系统，为自动化专业本科生智能控制类课程实践教学及创新型人才培养提供了自主开放的实验研究平台。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
刘浩蓬 龙长江 胡奔 王坤殿 潘海兵
鉴于南方田块小、分布散、不适合使用大型机械等特点，根据植保飞行作业的负载要求，设计制作了一种用于农田喷雾作业、负载１０ ｋｇ的多旋翼飞行器。飞行器机架采用全碳纤维结构，连接部分采用硬化铝材。通过农田试验对设计方案的可行性进行验证，结果表明，飞行器整体结构稳定，性能可靠，在满载的条件下可持续作业１５ ｍｉｎ左右，作业效率高而劳动强度低。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
常广晖 苏攀 张亚超 刘树勇
传统的四旋翼飞行器控制实验平台价格昂贵，实验开展过程容易受场地、学生数量和气候等条件的限制，该矛盾在我校控制原理与技术课程教学中尤为突出。针对以上问题，该文提出一种基于半物理仿真的四旋翼虚拟实验平台设计方案，并详细介绍了虚拟仿真实验平台的关键技术，包括四旋翼物理模型建立、自定义目标软硬件实现，以及虚拟四旋翼与嵌入式目标之间的通信方法等。通过该虚拟仿真实验平台，可开展飞行器建模和飞行姿态控制等综合性实验，让学生掌握控制技术的实际应用。此外，该虚拟实仿真验平台也能够达到寓教于乐和激发学生学习兴趣的目的。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
高兴泉 肖新宇 王子硕 刘志成
该文以耦联双容水箱为例,介绍了一种基于WinCC的水箱液位控制系统实时仿真平台开发。首先用WinCC构建双容水箱工艺流程动态监控画面;然后在C脚本下实现对水箱液位非线性数学模型的求解和增量PID控制量的计算;最后通过设置相同的采样时间并关联相应的变量,实现监控动态画面和C脚本之间的通信,组建成一个完整的闭环控制系统,并进行手动/自动模式的测试。该仿真平台能够用动画实时地展示水箱液位变化过程,立体感和真实感强,可实现在线修改控制器参数、手动/自动两种模式无扰切换等功能,人机交互效果好,是一个有效的验证各类控制算法及其参数设定的仿真实验平台。
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
沈楠楠 袁永明 马晓飞
传统的水产养殖增氧方式已不能满足现代化与智能化养殖的需求，且现有的自动增氧系统控制方式过于简单，灵活性较差。为此，开发了一种基于水产物联服务平台的智能增氧控制系统。该系统以水产物联服务平台为云端数据服务器，以西门子ＰＬＣ作为现场智能控制节点，其中智能控制节点通过ＧＰＲＳ通信方式与水产物联服务系统连接；系统使用光学溶解氧传感器进行水质数据的采集，并采用ＺｉＧ Ｂｅｅ无线组网技术将数据传输给控制器；控制器利用溶解氧状态判定机制，根据控制参数将池塘溶解氧划分为５个状态，并输出相应的控制策略。结果表明，该系统运行稳定，系统通信与数据传输通畅，监测数据更新及时，能够根据设定的控制参数，智能地判定池塘溶解．．．
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
胡改玲 桂亮 权双璐 郭婷 王永泉 王军平
针对四旋翼无人机飞行过程中遇到信号干扰时姿态控制性能变差的问题,设计了基于串联模糊自整定PID控制器。系统采用串级PID控制算法,在内环角速度控制器中加入了模糊自整定PID参数控制器,提高了系统稳定性和抗干扰能力。在无人机飞行控制实验过程中响应速度快,振荡幅度小,缩短了系统稳定的调整时间。在该实验系统的基础上开设了本科生开放创新实验——四旋翼无人机控制系统设计,有效提高了学生专业知识运用能力和创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
夏宇栋 钟子文 纪晓声 徐象国
本着教研结合的原则,开发了直膨式空调系统的控制研究、算法开发测试与控制系统教学一体式实验平台。实验平台由空气分配系统、制冷系统、数据采集系统与控制系统组成,有用户界面控制和LabVIEW程序控制两种控制运行模式。用户界面控制可运行启停控制等基本控制策略作为相关专业课程的实践教学内容,LabVIEW程序对于各类控制方法具备高度扩展性的接口,可快速实现控制算法在实验系统上的测试。
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