国内外研究现状和发展动态
四轴飞行器的应用:
近十几年来,随着微系统、传感器以及控制理论等技术的发展四旋翼垂直起降机制理论等技术的发展,四旋翼垂直起降机又引起人们极大的兴趣。四轴飞行器还可以应用航测,摄像,军事情报探测。最新运用Dronenet,一个基于开放协议的短途无人机送货服务。
飞控系统的发展及应用:
微型飞行器的关键技术,从微型飞行器的研究现状来看,虽然已经取得了相当的技术成果,积累了一定的经验,但是总的来说,微型飞行器还处于试验阶段,离实用化还有一定的差距。因此,科学的实用的飞行控制及导航技术便急迫于诞生。
飞控系统是军民用飞机的核心航电设备之一,对于保持飞机飞行姿态、提高战斗机飞行性能具有重要作用,目前,国内主要有西安飞行自动控制研究所、中国航空无线电电子研究所、兰州飞行控制有限责任公司等单位参与飞控系统研发,研发具有世界先进水平的飞控系统对于提升我国各类民用飞机、直升机、军用飞机性能以及开拓市场等都具有重要的意义。
飞控系统是无人机的核心技术和主要技术门槛,在无人机特别是消费级无人机市场发展异常火热的今天,飞控系统的研发对于无人机以及军民用飞机的核心作用进一步凸显,深圳市大疆创新科技有限公司在该领域已经取得了一定的先发优势。
飞控及飞行器的前景:
2011年以后,中国消费级民用无人机企业逐渐增多,据了解,目前深圳与无人机相关的企业就已经增至200余家,正在向“无人机之都”发展,其中大疆无人机已经成为“中国制造”的典型代表。同时,也加强了社会对无人机的关注,无人机在消费级市场的应用也迎来了空前的热潮。
据ADI亚太区微机电产品市场和应用经理(以下简称“ ADI”)赵延辉介绍:“从全球来看,带航拍功能的无人机需求量应该在200万台左右,而玩具类无人机的需求量则会更多,应该是千万量级的,其中主要以多翼无人机对MEMS陀螺仪的需求量最大,应该占60%以上。
本项目学生有关的研究积累和已取得的成绩
1.利用板载芯片控制MPU6050以及OLED显示屏等模块。
2.利用MPU6050读取加速度计以及陀螺仪的数据并显示。
3.建立减少误差的数学模型,同时解决陀螺仪和加速度计单独的传感器存在的噪声误差问题。
4.使用RS232串口进行上位机数据传输以及数据的修改。
5.利用STM32系统自带的PWM输出功能控制电机。
6.实现通过外接技术集成更多传感器功能。
采用PID的串级控制技术。串级控制系统的计算机顺序是先主回路(PID1),后副回路(PID2)。控制方式有两种:一种是异步采样控制,即主回路的采样控制周期T1是副回路采样控制周期T2的整数倍。这是因为一般串级控制系统中主控对象的响应速度慢、副控对象的响应速度快的缘故。另一种是同频采样控制,即主、副回路的采样控制周期相同。这时,应根据副回路选择采样周期,因为副回路的受控对象的响应速度较快。
串级控制的主要优点:
1、将干扰加到副回路中,由副回路控制对其进行抑制;
2、副回路中参数的变化,由副回路给予控制,对被控制量的影响大为减弱;
3、副回路的惯性由副回路给予调节,因而提高了整个系统的响应速度。
副回路是串级系统设计的关健。副回路设计的方式有很多种,下面介绍按预期闭环特性设计副调节器的设计方法。
|