四旋翼飞行器多功能实验平台设计 被引量：3

1

作者 冯玉昌 门洪 +1 位作者 史冬琳 白如冰 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2015年第4期98-101,共4页

详细介绍了四旋翼飞行器实验平台的设计以及在教学实践过程中取得的成果。该平台突出了模块化设计,在一个平台上实现了多种实验内容的自由组合与分解,极大丰富了实验内容,为学生锻炼动手能力、验证理论知识,提供了良好的平台。

关键词 实验平台 四旋翼飞行器 模块化设计 控制理论 MEMS传感器

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多旋翼飞行器控制系统实验平台的开发 被引量：3

2

作者 方可 王永锟 周玉臣 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2017年第2期127-131,169,共6页

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,... 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。 展开更多

关键词 多旋翼飞行器 双旋翼天平 控制系统 实验平台

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自由飞行空间机器人地面实验平台硬件系统 被引量：5

3

作者 柳长安 洪炳熔 王鸿鹏 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2001年第11期74-76,共3页

介绍了双臂自由飞行空间机器人地面实验平台系统。在阐述了整个平台系统组成的基础上 ,重点介绍了该系统的硬件构成 ,分别对各个子系统的硬件组成进行了具体论述。

关键词 自由飞行空间机器人 地面实验平台 硬件构成 FFSR 空间微重力

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基于高仿生形态布局的仿鸽扑翼飞行机器人系统设计

4

作者 王久斌 贺威 +2 位作者 孟亭亭 邹尧 付强 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期308-319,共12页

针对现有扑翼飞行机器人存在的飞行形态与实际鸟类相差较大,以及翅膀、尾翼布局和俯仰、转向控制方式仿生度较低的问题,提出一种形态布局与鸽子相仿的扑翼飞行机器人系统设计及实现方案.通过设计弧面-折翼-后掠翅膀、仿鸟扇形尾翼以及... 针对现有扑翼飞行机器人存在的飞行形态与实际鸟类相差较大,以及翅膀、尾翼布局和俯仰、转向控制方式仿生度较低的问题,提出一种形态布局与鸽子相仿的扑翼飞行机器人系统设计及实现方案.通过设计弧面-折翼-后掠翅膀、仿鸟扇形尾翼以及尾翼挨近翅膀后缘布置的布局方式,使扑翼机器人飞行形态更加接近真实鸟类,提高扑翼机器人的形态仿生度.在此基础上,设计结合下扑角调控无需尾翼大角度上翘的俯仰控制方式,以及不依赖于尾翼的翅膀收缩转向控制方式,在提高仿生度的同时保证飞行控制的有效性.在具体设计过程中,首先参考鸽子翅膀型式选择不同类型翅膀并进行风洞测试,确定出下扑角变化时仍能保持较优升推力性能的翅膀设计方案;其次,对各种尾翼型式进行分析和比较,结合鸽子尾翼特点进行仿鸽尾翼及俯仰、转向控制机构设计,并通过风洞测试验证;最后,设计飞控系统并装配整机,进行外场飞行测试,验证仿鸽扑翼飞行机器人平台的稳定性和可控性. 展开更多

关键词 高仿生形态布局 仿鸽扑翼飞行机器人 折翼翅膀 扇形尾翼 风洞实验 俯仰控制 转向控制

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自由飞行空间机器人电联试实验平台的研制 被引量：1

5

作者 张延恒 孙汉旭 +1 位作者 贠超 贾庆轩 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期474-478,共5页

为检验自由飞行空间机器人（FFSR）系统各个部件电接口传递信息的正确性及系统在轨执行任务的能力,采用数值模拟方法,通过软硬件结合的方式建立了FFSR电联试实验平台。该平台主要由主控计算机、主机系统、虚拟关节、虚拟视觉等4个功能... 为检验自由飞行空间机器人（FFSR）系统各个部件电接口传递信息的正确性及系统在轨执行任务的能力,采用数值模拟方法,通过软硬件结合的方式建立了FFSR电联试实验平台。该平台主要由主控计算机、主机系统、虚拟关节、虚拟视觉等4个功能模块组成。在此平台基础上建立了基于视觉反馈的机械臂运动控制算法和电机三环控制模型。该平台可用于对实际FFSR系统的数值仿真。对电联试实验平台的测试结果表明,该平台能够很好地完成对实际机器人系统通讯能力的模拟测试及系统控制算法的仿真验证。 展开更多

关键词 自由飞行空间机器人 电联试 仿真实验平台 运动控制算法

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自由飞行空间机器人地面实验平台系统规划器 被引量：1

6

作者 柳长安 洪炳熔 金飞虎 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2001年第9期90-92,共3页

为了研究自由飞行空间机器人的运动学和动力学特性 ,开发了可以在地面上模拟空间微重力环境并能自主捕捉目标的双臂自由飞行空间机器人地面实验平台仿真系统。介绍了整个系统的组成 ,讨论了系统所采用的规划器 ,主要介绍了规划器所采用... 为了研究自由飞行空间机器人的运动学和动力学特性 ,开发了可以在地面上模拟空间微重力环境并能自主捕捉目标的双臂自由飞行空间机器人地面实验平台仿真系统。介绍了整个系统的组成 ,讨论了系统所采用的规划器 ,主要介绍了规划器所采用的控制策略和规划算法 。 展开更多

关键词 自由飞行空间机器人 地面实验平台 规划器 计算机仿真 控制策略 规划算法

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自由飞行空间机器人地面实验平台网络系统

7

作者 金飞虎 洪炳熔 +1 位作者 柳长安 高庆吉 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2002年第8期119-121,共3页

为了实现自由飞行空间机器人地面实验平台系统中各工作站之间的实时通讯 ,模拟自由飞行空间机器人操作目标卫星的过程 ,开发了基于TCP/IP协议的网络实时监控系统。该系统能满足应用程序在多机、跨平台之间实时的数据传送与接收的要求 。

关键词 自由飞行空间机器人 地面实验平台网络系统 网络通讯 客户/服务器

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煤矿四旋翼飞行机器人环境信息数据压缩算法 被引量：5

8

作者 梁艳 马宏伟 +3 位作者 崔亚仲 薛旭升 聂珍 张力 《工矿自动化》 北大核心 2020年第6期31-34,共4页

针对四旋翼飞行机器人在煤矿巷道中的飞行路径与轨迹多变,导致其在动态空间中采集的环境信息数据有较大冗余的问题,提出了一种煤矿四旋翼飞行机器人环境信息数据压缩算法。采用小波分析中的默认阈值降噪方法对原始数据进行降噪处理,以... 针对四旋翼飞行机器人在煤矿巷道中的飞行路径与轨迹多变,导致其在动态空间中采集的环境信息数据有较大冗余的问题,提出了一种煤矿四旋翼飞行机器人环境信息数据压缩算法。采用小波分析中的默认阈值降噪方法对原始数据进行降噪处理,以提高信噪比;以甲烷监测为例介绍数据压缩算法,将巷道空间沿巷道方向拆分成若干个截面,选取每个拆分截面的甲烷浓度有效值,并通过有效值对甲烷浓度检测数据进行重构。实验结果表明,通过算法压缩和重构的甲烷浓度信号与人工检测结果相比误差很小,数据压缩算法能够提取出甲烷浓度数据有效值,去除机器人采集到的冗余环境信息,从而提高数据传输的有效性和实时性。 展开更多

关键词 煤矿四旋翼飞行机器人 机载传感器 环境信息 数据冗余 数据压缩 甲烷浓度

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四旋翼水下机器人及其矢量角度测试实验分析 被引量：5

9

作者 殷宝吉 王子威 +1 位作者 叶福民 朱华伦 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第30期13345-13354,共10页

为提高水下机器人运行稳定性,降低综合能耗,研究一种矢量推进式四旋翼水下机器人,该机器人的4个水下推进器通过绕OY轴转动,形成矢量推进。针对数据野点问题,以及D/A模块输出误差问题,通过设计一种控制电压闭环缓变调节方法,防止因野点... 为提高水下机器人运行稳定性,降低综合能耗,研究一种矢量推进式四旋翼水下机器人,该机器人的4个水下推进器通过绕OY轴转动,形成矢量推进。针对数据野点问题,以及D/A模块输出误差问题,通过设计一种控制电压闭环缓变调节方法,防止因野点存在而烧毁舵机和推进器,同时减小方差,提高稳定性;通过试验法研究了矢量角度对水下机器人控制性能的影响规律。结果表明:矢量角度小于45°时,艏向定值跟踪实验中,响应速度较快,超调量较大,稳态误差较高,平均功耗较低;同频率艏向动态跟踪实验中,平均误差较高,平均功耗较低;变频率艏向动态跟踪实验中,平均功耗较低;深度定值跟踪实验中,响应速度较慢,超调量较小,稳态误差较低,平均功耗较高,同频率深度动态跟踪实验中,平均误差较低,平均功耗较高;变频率深度动态跟踪实验中,平均功耗较高。矢量角度大于55°时,各项控制性能指标与矢量角度小于45°时相反。可见矢量角度为45°~55°时,为控制性能过渡区间。 展开更多

关键词 四旋翼水下机器人 矢量推进 控制电压调节 控制性能实验

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四旋翼飞行器实验平台设计 被引量：13

10

作者 徐杰 祁红岩 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第9期63-65,86,共4页

为培养应用型创新人才,设计了四旋翼飞行器实验平台。该实验平台采用模块化设计,系统主控芯片采用STM32F103,采用MPU6050测量飞行器的姿态,采用GPS测量飞行器的位置,采用串级PID对飞行器进行控制,外环控制飞行器的位置,内环控制飞行器... 为培养应用型创新人才,设计了四旋翼飞行器实验平台。该实验平台采用模块化设计,系统主控芯片采用STM32F103,采用MPU6050测量飞行器的姿态,采用GPS测量飞行器的位置,采用串级PID对飞行器进行控制,外环控制飞行器的位置,内环控制飞行器的姿态,经过Matlab/Simulink仿真可以看出,所设计的控制器可以满足要求。该实验平台应用范围较广泛,不同专业、年级的学生都可以在此实验平台上进行理论知识的验证以及系统的设计开发,取得了良好的教学效果。模块化的设计思想便于学生进行扩展设计,经过实践证明,四旋翼飞行器实验平台有利于培养学生的创新思维和创新能力。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 实验平台 PID控制

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四旋翼飞行器控制算法远程教学实验平台设计 被引量：8

11

作者 范云生 陈欣宇 +2 位作者 赵永生 慕东东 柳丽川 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第10期81-86,共6页

针对自动化相关专业在四旋翼飞行器飞行控制中理论与实践相结合的教学需求,利用多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术,以QBall2飞行器为主,结合QUARC开发了面向四旋翼飞行器飞行控制算法验证的开放式远程实验平台,实现了四旋翼飞... 针对自动化相关专业在四旋翼飞行器飞行控制中理论与实践相结合的教学需求,利用多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术,以QBall2飞行器为主,结合QUARC开发了面向四旋翼飞行器飞行控制算法验证的开放式远程实验平台,实现了四旋翼飞行器的模型搭建、控制算法设计、算法验证、可视化编程等功能。最后以轨迹跟踪控制实验为例,通过对四旋翼飞行器设计双闭环的积分型反步法控制器并进行仿真实验和实物实验,证明了实验平台的控制算法设计与验证功能的可靠性与有效性。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 控制算法验证 实验平台 轨迹跟踪

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四旋翼飞行器创新实验平台的渐进式教学实践 被引量：3

12

作者 田莉 郝雯娟 王志凌 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第10期165-169,210,共6页

以微控制器为主控系统,电子调速器和无刷电动机为动力系统,开发了四旋翼飞行器创新实验平台,并通过各类传感器采集四旋翼飞行器的姿态数据和高度数据,确保其稳定飞行。该实验平台涵盖机械结构、硬件电路设计、嵌入式程序设计、传感器应... 以微控制器为主控系统,电子调速器和无刷电动机为动力系统,开发了四旋翼飞行器创新实验平台,并通过各类传感器采集四旋翼飞行器的姿态数据和高度数据,确保其稳定飞行。该实验平台涵盖机械结构、硬件电路设计、嵌入式程序设计、传感器应用以及自动控制等多项课程内容。构建四旋翼飞行器创新实验平台的渐进式实践教学模式,综合运用不同课程知识,将仿真环节与实物实验相结合,采用由浅入深、由易到难、层层递进的方式设置实验,形成完备的知识体系和实践内容,加深学生对工程对象及其控制系统的理解,激发学生的创新意识。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 创新实验平台 教学实践 自动化类专业

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多旋翼飞行器螺旋桨升力特性测试实验系统 被引量：15

13

作者 卢艳军 张晓东 +1 位作者 纪鹏飞 王振威 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第1期69-72,79,共5页

以多旋翼飞行器的螺旋桨系统为实验对象,开发了螺旋桨动力特性测试实验系统。系统由C8051F120单片机模拟手持遥控器发出PPM信号驱动和控制螺旋桨运转,借助杠杆机构由悬臂梁测力传感器采集升力信号,通过串行通信接口,由上位机进行数据显... 以多旋翼飞行器的螺旋桨系统为实验对象,开发了螺旋桨动力特性测试实验系统。系统由C8051F120单片机模拟手持遥控器发出PPM信号驱动和控制螺旋桨运转,借助杠杆机构由悬臂梁测力传感器采集升力信号,通过串行通信接口,由上位机进行数据显示、存储、分析和处理。上位机监控系统由Qt/QWT框架设计开发,支持跨平台应用,具备丰富数据分析与显示功能,可根据用户指令控制单片机系统运行,设定下位机采集参数,并实时处理接收数据。该系统可用于微小型螺旋桨系统动态和静态特性分析、建模与闭环控制系统设计,为测试与控制类专业学生开设综合性特色实验提供全新的实验平台,亦可用于旋翼机系统设计与分析。 展开更多

关键词 多旋翼飞行器 螺旋桨系统 升力特性 测试实验系统

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双臂自由飞行空间机器人捕捉目标实验研究 被引量：7

14

作者 金飞虎 洪炳熔 柳长安 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期64-68,共5页

本文主要介绍了在地面上模拟的空间微重力环境下双臂自由飞行空间机器人捕捉目标的实验。首先介绍了双臂自由飞行空间机器人地面实验平台 ,该实验平台由机器人模型、视觉系统、无线通讯系统、网络系统、操作台、运动规划系统、气浮系统... 本文主要介绍了在地面上模拟的空间微重力环境下双臂自由飞行空间机器人捕捉目标的实验。首先介绍了双臂自由飞行空间机器人地面实验平台 ,该实验平台由机器人模型、视觉系统、无线通讯系统、网络系统、操作台、运动规划系统、气浮系统七个子模块构成。其次简单介绍了双臂自由飞行空间机器人捕捉目标策略 ,最后介绍了基于该实验平台的几种实验。 展开更多

关键词 自由飞行空间机器人 地面实验平台 运动规划 协调操作 目标捕捉

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基于MATLAB和Gazebo的四旋翼飞行器联合仿真教学平台 被引量：4

15

作者 李瑞 史莹晶 李佳津 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第8期190-194,199,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 联合仿真 教学平台 可视化模型

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迭代学习的四旋翼无人机重复航迹跟踪控制实验研究

16

作者 陈晓雷 仇思超 +1 位作者 张开碧 郭鹏 《现代电子技术》 北大核心 2024年第4期97-102,共6页

新工科建设以强化学生的工程实践与创新能力的思想为指导,为应对新的要求并推进实验实践教学改革,设计一种适应于本科生工程实践训练的四旋翼无人机飞行实验平台。该实验平台结合机械、信号处理、自动控制等学科知识,以四旋翼无人机为... 新工科建设以强化学生的工程实践与创新能力的思想为指导,为应对新的要求并推进实验实践教学改革,设计一种适应于本科生工程实践训练的四旋翼无人机飞行实验平台。该实验平台结合机械、信号处理、自动控制等学科知识,以四旋翼无人机为研究对象,分析四旋翼无人机动力模型,研究和设计迭代控制算法。采用Simulink进行仿真,以北京航空航天大学可靠飞行控制组研发的RflySim无人机模拟器平台搭建所设计的实验平台。最后,进行现场实际测试和航迹跟踪飞行测试,测试结果符合实验的预期,且航迹跟踪准确。所设计系统易于激发学生的参与兴趣,能够有效提高学生的动手能力及工程实践技能。 展开更多

关键词 四旋翼无人机 航迹跟踪 迭代学习 SIMULINK RflySim无人机模拟器平台 飞行测试

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空地机器人协作导航方法与实验研究 被引量：11

17

作者 谷丰 王争 +3 位作者 宋琦 陈盛福 何玉庆 韩建达 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期398-404,共7页

飞行机器人和地面移动机器人所具有的功能互补性使得通过二者间的协作执行使命具有明显的优越性,这对于提高移动机器人使命完成度具有重要的作用.因此,空地机器人协作近年越来越受到研究人员的重视.空地机器人协作的一个重要工作模式是... 飞行机器人和地面移动机器人所具有的功能互补性使得通过二者间的协作执行使命具有明显的优越性,这对于提高移动机器人使命完成度具有重要的作用.因此,空地机器人协作近年越来越受到研究人员的重视.空地机器人协作的一个重要工作模式是通过飞行机器人的大范围环境感知能力为地面机器人提供导航信息.针对该问题,首先讨论了利用机载视觉传感信息实现地面环境建模(主要是地面障碍物)及地面机器人识别方法;然后,利用波门跟踪算法实现了对地面移动机器人的运动跟踪;最后,提出了空地机器人协作策略;最后,搭建了室内试验平台,进行了实验验证. 展开更多

关键词 空地机器人 YCBCR颜色空间 波门跟踪 多旋翼飞行机器人实验平台

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多旋翼无人飞行器机载光电平台的复合补偿控制方法 被引量：3

18

作者 王日俊 白越 +3 位作者 曾志强 段能全 杜文华 王俊元 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期983-989,共7页

为了提高多旋翼无人飞行器机载光电平台的扰动补偿能力,实现机载光电平台的稳定跟踪控制,提出一种基于改进扰动观测器和径向基函数(RBF)神经网络逼近的复合补偿控制方法。首先,对现有扰动观测器结构进行改进,构建基于速度信号的改进型... 为了提高多旋翼无人飞行器机载光电平台的扰动补偿能力,实现机载光电平台的稳定跟踪控制,提出一种基于改进扰动观测器和径向基函数(RBF)神经网络逼近的复合补偿控制方法。首先,对现有扰动观测器结构进行改进,构建基于速度信号的改进型扰动观测器,并分析了干扰补偿能力和稳健性;然后,利用RBF神经网络的函数逼近性质解决非线性未知扰动的补偿问题;最后,基于Lyapunov稳定性原理设计出复合补偿控制结构。实验结果表明,机载光电平台的扰动得到有效补偿。该补偿控制方法具有较高的稳定精度和跟踪控制性能,满足多旋翼无人飞行器机载光电平台的稳定控制要求。 展开更多

关键词 多旋翼无人飞行器 机载光电平台 扰动观测器 径向基函数神经网络 复合补偿

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煤矿四旋翼巡检机器人系统设计 被引量：12

19

作者 张力 马宏伟 +1 位作者 梁艳 薛旭升 《煤炭工程》 北大核心 2021年第2期180-185,共6页

基于煤矿环境参数、设备状态及人员情况的巡检需求,针对井下低照度、巷道结构复杂且尚无精确的四旋翼导航定位系统(如北斗、GPS等)等特点,设计了一种煤矿四旋翼巡检机器人。该机器人以机载计算机为控制核心,结合光流、超声波等传感器构... 基于煤矿环境参数、设备状态及人员情况的巡检需求,针对井下低照度、巷道结构复杂且尚无精确的四旋翼导航定位系统(如北斗、GPS等)等特点,设计了一种煤矿四旋翼巡检机器人。该机器人以机载计算机为控制核心,结合光流、超声波等传感器构建自主飞行控制系统;通过MAVROS向飞控发送控制指令及获取飞行数据;依靠携带的温湿度传感器、气体传感器和摄像头实时获取井下环境信息并通过无线网络将采集到的数据和视频信息实时回传云平台。实验结果表明,该机器人运行稳定,自主性能良好,数据传输可靠。 展开更多

关键词 煤矿四旋翼飞行机器人 巷道环境检测 信息回传 控制系统

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四旋翼飞行器系统硬件平台设计与实现 被引量：3

20

作者 吉一纛 潘汛 +1 位作者 郭玉坤 余瑶 《计算机工程与设计》 北大核心 2016年第1期76-80,共5页

为实现对四旋翼飞行器的应用和研究,根据现有项目对飞行控制系统的功能、设备接口、使用环境等要求,设计一套基于数字信号处理器的飞行器系统硬件平台。详细叙述硬件平台总体设计方案和具体硬件选型情况,重点介绍数字信号处理器、惯性... 为实现对四旋翼飞行器的应用和研究,根据现有项目对飞行控制系统的功能、设备接口、使用环境等要求,设计一套基于数字信号处理器的飞行器系统硬件平台。详细叙述硬件平台总体设计方案和具体硬件选型情况,重点介绍数字信号处理器、惯性测量单元、超声波传感器等主要器件的性能、通信接口、工作模式等。实际飞行测试结果表明,该硬件平台性能可靠、安全可行,满足研制要求。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 硬件平台 数字信号处理器 惯性测量单元 超声波传感器

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