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[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]
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]
张宇 李洪宇 王宗省
船舶智能控制课程实践环节通常需要高投入且具有较高风险，虚拟仿真技术可以为学生提供了一个低成本、无风险的学习环境。该研究设计了一套基于VRX的无人水面船智能控制虚拟仿真实验平台，构建了无人水面船模型的基本结构并确定控制算法与无人船的通信方案；针对所使用的无人船建立其运动学模型和动力学模型，并根据实验结果对模型进行修正；设计了基于反步法的轨迹跟踪控制器，对算法的轨迹跟踪效果进行系统测试。通过三维虚拟场景展示了无人船跟踪航行过程，运行效果表明该虚拟仿真实验平台为学生提供了一个安全便捷的实践应用平台，有助于激发学生的学习兴趣。
关键词：
无人水面船 智能控制 虚拟仿真 实验教学
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
岳鹍 张月新 宋光坤
随着无人机作业工况复杂性的提升，对其控制精度提出了更高要求，需结合多种因素对无人机控制系统和结构特性进行建模并开展改进研究。该文章提出了基于虚拟力分析的全柔性共轴旋翼无人机路径跟踪方法：首先，基于旋翼柔性变形的受力形变模型构建全柔性共轴旋翼无人机动力学模型；然后，依据虚拟力分析方法制定虚拟力反馈控制律，并利用长短时记忆网络实现基于虚拟力反馈无人机路径跟踪；最后，开展模型特性分析及仿真实验，验证了所提方法在抵抗外界干扰方面具有有效性和鲁棒性。
[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]
屈晓波 吕永玺 王长青
探索了飞翼布局无人机的设计思路,完成了2种设计方案,利用CFD方法获得了该飞机基本气动数据,建立了方案B的CATIA三维数字样机,实现了实验平台的制作、装配和测试工作,基于该实验平台开展了一系列飞行实验。CFD计算结果和试飞数据验证了设计方法的可行性,体现了实验平台的通用性及良好的工程应用前景。
[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]
温凯 陈缪
针对无人机培训教学的需求,研制了一款适用于无人机教学的全尺寸四旋翼无人机教学平台,并开发了配套的课程。该平台实现了将无人机带入课堂,并真实飞行,增加了无人机操作的安全性和便捷性。配套课程能够通过与无人机互动实现相关基础知识和理论的学习。该平台建立了逼真的飞行操作环境,具备教学和实时显示功能,可完成无人机的各种训练操作程序,既满足培训要求,又节约费用、降低风险,可以大大提高无人机培训效率,缩短培训时间。
关键词：
四旋翼无人机 教学平台 课程开发
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王晓慧 初航 朱光苗 孙孟晖
为实现自动控制原理课程实验的便捷化、直观化,提出一种基于Matlab/GUI和LabWindows CVI的自动控制原理虚拟实验教学平台的开发方法。应用Matlab/GUI工具箱设计实验仿真界面,由回调函数提供后台控制算法实现模型仿真。平台包括基础实验、综合实验2大类8个实验,覆盖"自动控制原理"课程实验教学内容。综合实验中的系统变量数据共享,学生通过调用自主编写程序m文件可以实现控制算法测试。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
臧英 吴海添 周志艳 臧禹 赵玲丽 周铭杰 吕子晨
随着中国农业信息化、智能化的发展,农业生产对植保无人机的作业质量越来越重视。植保无人机进行仿地定高飞行作业,是提升植保无人机作业质量的关键。回顾了多种传感器和多传感器信息融合技术的研究与应用的进展,概括和总结了超声波传感器、激光雷达、毫米波雷达、GNSS、气压传感器、视觉传感器和多传感器信息融合技术在定高飞行技术上的应用。并对上述传感器技术和仿地定高飞行控制方法进行了局限性分析,在此基础上,结合植保无人机作业场景的特点,提出对植保无人机仿地定高飞行进行区域划分,并提出姿态调整控制策略。通过对植保无人机仿地定高飞行的控制方法进行系统分析,探讨了适合植保无人机的适应性广、可靠性高且成本较低的测距方法及仿地控制方案,提出了多种传感器组合定位、人工智能场景识别定位、基于模型设计的高精度定高控制系统等解决方案,为植保无人机更好地实现精准作业提供有效的参考。
关键词：
植保无人机 仿地定高飞行 传感器 定位
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
马睿 张志明 许春权
开发了一套基于语音控制的机械臂3D虚拟操作的仿真实验平台。平台设计采用LabVIEW的3D仿真模块和Microsoft的语音识别引擎,解决机械臂对象的3D建模、运动显示算法和语音识别控制等核心问题。其中3D对象建模用LabVIEW三维图片工具完成,运动显示控制算法采用循环内嵌事件的主体结构,依靠.NET节点调用语音识别引擎实现语音指令。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
马瑞升 杨斌 张利辉 刘志平
为探索林火监测的新手段,提高森林安全管理水平,将实时视频传输和计算机技术相结合,研制了林火监测任务设备,并与无人机飞行平台共同构成了微型无人机林火监测系统。以林区火场影像为样本,像素RGB值为分类依据,使用统计产品与服务解决方案软件进行聚类分析,得到基于颜色特征的烟雾识别模型。该模型经过光谱特性改进和消噪处理后,对于试验影像的烟雾识别率在77%以上。利用该模型,系统可在飞行中实时完成对地面火情的探测并给出报警提示。在飞行试验的基础上,提出无人机林火监测系统的飞行作业流程,并讨论了系统运行的经济性和目前存在的问题。无人机林火监测系统同样可用于林区气象探测、可燃物和病虫害调查等方面,切实提高林区管...
[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]
方可 杨明 李伟
为了使本科生在"无人机飞控与作业系统"创新课上更直观地掌握所学知识,体验学生自己设计的控制逻辑在无人机上运行的效果,设计与开发了一套基于无线电遥控信号和电子开关的无人机作业系统实验平台,采用基于Mega8L单片机、APM9926场效应管等元器件,解决了遥控信号识别、作业通道高速开关、失控保护等方面的问题,实际运行情况证明该系统具有良好的快速性和可靠性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
黄捷 李泽毅
针对四旋翼无人机编队变换能耗优化仿真教学，该文以多无人机编队切换应用中存在无人机能耗不平衡的案例作为典型教学内容，提出了基于无人机编队能耗优化的仿真教学模式，设计了无人机集群编队队形变化能耗最优仿真教学总体方案，阐明各个无人机无碰撞地驶向目标点的实现思路。搭建的仿真教学实例有效地解决了无人机编队飞行时间短的问题。此设计已经用于研究生“无人机控制技术”的课程教学，可激发学生在传统算法上进行优化的创新思维。
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