基于修正EKF的微小型飞行器姿态估计 被引量：7

1

作者 王松 田波 +1 位作者 战榆莉 李志峰 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期612-618,共7页

分析了常用飞行姿态估计方法在微小型飞行器上应用的局限性，针对基于微机电系统（MEMS）惯性器件的姿态测量方案，构建了以MEMS陀螺仪姿态矩阵解算为状态更新、以MEMS加速度计重力矢量解算为观测更新的扩展卡尔曼滤波器（EKF），推导... 分析了常用飞行姿态估计方法在微小型飞行器上应用的局限性，针对基于微机电系统（MEMS）惯性器件的姿态测量方案，构建了以MEMS陀螺仪姿态矩阵解算为状态更新、以MEMS加速度计重力矢量解算为观测更新的扩展卡尔曼滤波器（EKF），推导了相应的卡尔曼滤波方程。为了提高该滤波器抵抗机动加速度干扰的能力，设计了基于M估计的新息修正方法，该方法能有效地抑制载体阶跃加（减）速对姿态估计的影响。最后通过仿真和样机试验对上述算法进行了验证。 展开更多

关键词 微小型飞行器(mavs) 飞行控制 姿态估计 卡尔曼滤波 M估计

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小型四旋翼飞行器动力学模型优化 被引量：12

2

作者 韩志凤 李荣冰 +1 位作者 刘建业 杭义军 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第S1期158-162,共5页

重心偏移情况下以升力作为输入控制量建立的小型四旋翼飞行器动力学模型结构复杂、控制通道耦合,必须通过更换模型参数适应重心变化来保证姿态稳定。研究了重心偏移对小型四旋翼飞行器飞行姿态的影响,提出一种适用于重心偏移情况的小型... 重心偏移情况下以升力作为输入控制量建立的小型四旋翼飞行器动力学模型结构复杂、控制通道耦合,必须通过更换模型参数适应重心变化来保证姿态稳定。研究了重心偏移对小型四旋翼飞行器飞行姿态的影响,提出一种适用于重心偏移情况的小型四旋翼飞行器动力学模型建立方法,以转矩作为输入控制量,实现了模型中各通道的解耦,模型结构简单,便于仿真验证和控制。对比分析了以升力作为输入控制量和以转矩作为输入控制量所建立的两种模型,并设计相应的PID控制器对系统响应特性进行仿真分析,结果表明,此优化方案在重心偏移情况下,可直接调整输入量适应重心变化保证姿态稳定,对偏移量的补偿更佳准确有效,更具优越性和适用性。 展开更多

关键词 小型四旋翼飞行器 重心偏移 动力学模型 PID控制器

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小型飞行器MEMS姿态测量系统 被引量：16

3

作者 张丽杰 常佶 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期698-702,共5页

针对目前可获得的微机电系统(micro electromechanical system,简称MEMS)惯性测量元件,提出一种用于小型飞行器的姿态测量系统实现方案,采用三轴加速度计和单轴速率陀螺构建系统,可满足飞行器加速度小于6g、角速度小于±300(°... 针对目前可获得的微机电系统(micro electromechanical system,简称MEMS)惯性测量元件,提出一种用于小型飞行器的姿态测量系统实现方案,采用三轴加速度计和单轴速率陀螺构建系统,可满足飞行器加速度小于6g、角速度小于±300(°)/s的姿态测量需求。根据所选MEMS惯性传感器的特点,给出传感器的测试方案和测试结果,利用加速度计测量信息直接修正方向余弦矩阵来抑制姿态角的误差积累,并进行姿态测量试验。试验结果表明:系统以100Hz的频率更新姿态测量值,在满足姿态矩阵修正阈值的条件下,姿态测量误差小于1(°)。 展开更多

关键词 MEMS 惯性传感器 小型飞行器 姿态测量

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基于Xscale与FPGA的微小型飞行器控制系统的硬件设计 被引量：2

4

作者 王正杰 郭如军 +1 位作者 施洋 刘小东 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1045-1049,共5页

以微小型飞行器为控制对象,设计了一种基于Xscale+FPGA的双芯片微小型数字控制系统.该系统用基于Xscale架构的微处理器处理导航算法和控制算法,用FPGA处理外部信号核心.选择嵌入式Linux作为软件平台,完成了Bootloader设计、嵌入式Linux... 以微小型飞行器为控制对象,设计了一种基于Xscale+FPGA的双芯片微小型数字控制系统.该系统用基于Xscale架构的微处理器处理导航算法和控制算法,用FPGA处理外部信号核心.选择嵌入式Linux作为软件平台,完成了Bootloader设计、嵌入式Linux的裁减和主要器件FPGA的驱动设计.针对FPGA所需处理的信号,设计了用于A/D采样的硬件电路,采用硬件描述语言对电路模块进行了软件设计.实验测试结果表明,该系统具有较高的集成度和较好的实时性. 展开更多

关键词 XSCALE 微小型飞行器(mav) 嵌入式LINUX 飞行控制系统

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多小型飞行器自主编队姿态协同控制方法 被引量：4

5

作者 梁海朝 王剑颖 +1 位作者 孙兆伟 张昱煜 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期13-19,共7页

针对多小型飞行器空间自主编队姿态协同飞行任务,研究了空间多小型飞行器自主编队在空间干扰影响下的姿态协同控制问题.考虑到编队无法获取外界参考信息,需要进行自主编队的情况,提出一种编队姿态协同控制方法.首先,提出的控制方法基于... 针对多小型飞行器空间自主编队姿态协同飞行任务,研究了空间多小型飞行器自主编队在空间干扰影响下的姿态协同控制问题.考虑到编队无法获取外界参考信息,需要进行自主编队的情况,提出一种编队姿态协同控制方法.首先,提出的控制方法基于小型飞行器绝对姿态信息实现编队姿态协同,能够适应多种编队通信拓扑结构,并且对于外干扰力矩具有较强的鲁棒性;然后,根据Lyapunov定理,从理论上证明了闭环系统的稳定性和收敛性;最后,通过数值仿真验证了理论分析结果及所提出控制方法的有效性.研究结果表明,所提出的控制方法能够在干扰力矩作用下,利用小型飞行器绝对姿态信息实现编队姿态协同,且能够适应多种编队构型. 展开更多

关键词 小型飞行器 自主编队 分布式控制 姿态协同 鲁棒控制

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极地科考小型无人飞行器 被引量：4

6

作者 雷旭升 王挺 +1 位作者 梁建宏 王田苗 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期267-271,共5页

针对小型无人飞行器在极地科考中的抗风扰动问题,通过神经网络改进卡尔曼滤波算法,提高小型无人飞行器对环境的适应性.基于小型无人飞行器自身状态信息与误差信息,在线调整系统的量测噪声和估计参数,提高信息融合精度;利用矢量域方法构... 针对小型无人飞行器在极地科考中的抗风扰动问题,通过神经网络改进卡尔曼滤波算法,提高小型无人飞行器对环境的适应性.基于小型无人飞行器自身状态信息与误差信息,在线调整系统的量测噪声和估计参数,提高信息融合精度;利用矢量域方法构建轨迹跟踪控制算法,基于目标航迹在线调整航向,提高小型无人飞行器在顺风、逆风、转弯的飞行品质和压航线精度.经过大量的仿真试验、实际飞行试验验证了方法的有效性,改进的卡尔曼滤波算法可以提供长时高精度信息,小型无人飞行器可以在野外6级风源扰动的情况下,实现稳定飞行,平均误差不超过10m.小型无人飞行器在南极实地科考中得到成功应用. 展开更多

关键词 小型无人飞行器 卡尔曼滤波 神经网络 极地科考

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轻小型再入飞行器发展研究 被引量：4

7

作者 耿云飞 高洁 +1 位作者 陆亚东 李齐 《航天器工程》 2014年第6期99-104,共6页

为实现深空探测无人取样返回任务,目前国外普遍采用轻小型化返回飞行器,并已取得较大成功。文章概述了星尘号、起源号和隼鸟号3个典型深空高速再入返回器的情况及技术特点,在此基础上分析了我国开展轻小型再入返回器研究的技术需求及发... 为实现深空探测无人取样返回任务,目前国外普遍采用轻小型化返回飞行器,并已取得较大成功。文章概述了星尘号、起源号和隼鸟号3个典型深空高速再入返回器的情况及技术特点,在此基础上分析了我国开展轻小型再入返回器研究的技术需求及发展建议,指出需要在高速再入返回气动技术、轻小型高速再入返回热防护技术、超声速降落伞回收技术、轻小型机构与综合电子技术等方面进行突破。 展开更多

关键词 轻小型 再入 飞行器 任务特点

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小型四旋翼飞行器新型非线性PID姿态控制器设计 被引量：5

8

作者 李杰 齐晓慧 韩帅涛 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第8期1163-1166,共4页

针对小型四旋翼飞行器姿态控制问题,设计了一种新型非线性PID姿态控制器。针对传统PID的不足,通过引入两个跟踪微分器以及误差反馈的非线性组合构成非线性PID,并结合简化的小型四旋翼飞行器数学模型,提出了一种基于新型非线性PID姿态控... 针对小型四旋翼飞行器姿态控制问题,设计了一种新型非线性PID姿态控制器。针对传统PID的不足,通过引入两个跟踪微分器以及误差反馈的非线性组合构成非线性PID,并结合简化的小型四旋翼飞行器数学模型,提出了一种基于新型非线性PID姿态控制方法。仿真结果表明,所设计的控制器具有较强的鲁棒性、抗干扰性以及良好的滤波性能,系统具有良好的动态和稳态性能。由于保留了传统PID优点,设计简单,对实际工程具有较大的指导价值。 展开更多

关键词 小型四旋翼飞行器 非线性PID 姿态控制器 跟踪微分器 非线性组合

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小型飞行器机载计算机的余度设计技术 被引量：32

9

作者 张小林 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期274-278,共5页

针对小型飞行器的特殊使用环境 ,从余度数目 ,余度级别 ,余度结构及余度管理策略等方面提出机载计算机余度设计原则 ,并以某机载计算机为例 ,给出功能模块级双余度系统的具体实现方法。在多种小型飞行器的几百小时飞行中 ,无论是姿态平... 针对小型飞行器的特殊使用环境 ,从余度数目 ,余度级别 ,余度结构及余度管理策略等方面提出机载计算机余度设计原则 ,并以某机载计算机为例 ,给出功能模块级双余度系统的具体实现方法。在多种小型飞行器的几百小时飞行中 ,无论是姿态平稳度 ,控制精度 ,还是可靠度 ,都取得了较好的效果。实践证明 ,该方法有效地解决了小型飞行器机载计算机体积小、重量轻、成本低、电磁环境复杂和可靠性指标高之间的矛盾 。 展开更多

关键词 小型 飞行器 机载计算机 余度设计

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基于DSP的小型飞行器大气数据测量系统设计 被引量：2

10

作者 王军强 来新泉 朱明英 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第1期327-328,332,共3页

大气数据参数的采集和处理是保证小型飞行器飞行安全的重要因素。文中论述了小型飞行器大气数据测量系统的工作原理,按照功能将系统进行适当划分,采用DSP作为系统载体,构建了完整的数据测量系统。

关键词 小型飞行器 DSP 大气数据测量

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小型飞行器定位的数据融合误差修正方法 被引量：3

11

作者 胡永红 史忠科 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期279-283,共5页

给出了一种小型飞行器定位误差修正方法。由飞行器运动方程 ,推导出了斜距和飞行状态之间的关系。根据所测得的飞行状态 ,利用 Kalman滤波方法可得斜距估计。根据实测值、最优估计值和 GPS推算值进行数据融合 ,进一步对无线电仪表定位... 给出了一种小型飞行器定位误差修正方法。由飞行器运动方程 ,推导出了斜距和飞行状态之间的关系。根据所测得的飞行状态 ,利用 Kalman滤波方法可得斜距估计。根据实测值、最优估计值和 GPS推算值进行数据融合 ,进一步对无线电仪表定位误差进行修正。仿真和数据回放结果表明 。 展开更多

关键词 小型 飞行器 定位 误差修正 KALMAN滤波 GPS定位 数据融合

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小型飞行器双余度机载计算机设计 被引量：1

12

作者 王军强 来新泉 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S8期874-875,878,共3页

文中介绍了一种用于某小型飞行器的双余度机载计算机,详细介绍了系统体系结构及各功能模块(CPU模块、总线、电源模块、输入输出模块等)的余度设计方法,并给出了各功能模块的故障诊断方法。

关键词 小型飞行器 机载计算机 双余度 故障诊断

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小型飞行器高度定位数据融合方法 被引量：11

13

作者 胡永红 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第6期24-26,共3页

给出了一种小型飞行器高度定位的数据融合方法。根据飞行器运动方程 ,推导出了高度和飞行状态之间的关系 ,并由所得的飞行状态 ,利用Kalman滤波方法得到高度估计。根据实测值、最优估计值和GPS高度测量值进行数据融合 ,进一步对高度传... 给出了一种小型飞行器高度定位的数据融合方法。根据飞行器运动方程 ,推导出了高度和飞行状态之间的关系 ,并由所得的飞行状态 ,利用Kalman滤波方法得到高度估计。根据实测值、最优估计值和GPS高度测量值进行数据融合 ,进一步对高度传感器定位误差进行修正。仿真和数据回放结果表明使用此方法可以得到飞行器更准确的定位。 展开更多

关键词 小型飞行器 高度定位 估计模型 Ka比an滤波 全球定位系统 数据融合

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一种小型自主飞行器的反馈导引策略

14

作者 耿峰 祝小平 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S6期340-343,共4页

提出了一种操纵小型飞行器(MAV)在无障碍环境下从给定的初始位置以给定的航向到达指定目的地路径点的导引策略。该策略能很好地完成在连续的位置和速度更新条件下以恒定高度和速度的导引以及路径点之间的旋转速率指令的跟踪。并通过计... 提出了一种操纵小型飞行器(MAV)在无障碍环境下从给定的初始位置以给定的航向到达指定目的地路径点的导引策略。该策略能很好地完成在连续的位置和速度更新条件下以恒定高度和速度的导引以及路径点之间的旋转速率指令的跟踪。并通过计算机仿真,研究了在离散的位置更新和航向更新(从GPS获得)或航向估计(从GPS位置更新中获得)条件下该导引策略的性能。 展开更多

关键词 自主的 小型飞行器(mav) 无人机(UAV) 导引策略

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基于CAN总线的小型飞行器伺服系统设计

15

作者 安斌 贾锐 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期65-67,共3页

介绍了一种新型的基于CAN总线的小型飞行器分布式伺服系统,描述了该系统的硬件结构,给出了系统CAN网络接口,并对系统中CAN网络通讯的实时性进行了分析。实验结果表明该系统运行良好,能够满足小型飞行器控制系统的要求。

关键词 CAN总线 小型飞行器 数字伺服系统 DSP

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一架超小型固定翼飞行器升力系数的计算

16

作者 陈后立 刘亮 龚振邦 《机床与液压》 北大核心 2004年第3期20-22,共3页

本文采用AdvancedAircraftAnalysis2 4 (AAA2 4 )软件对一架超小型固定翼飞行器 (SMAV)机翼、平尾、垂尾升力系数分别做了计算 ,并给出相应的顺翼展方向升力分布、顺平尾展方向升力分布、顺垂尾展方向升力分布。最后给出了该架超小型... 本文采用AdvancedAircraftAnalysis2 4 (AAA2 4 )软件对一架超小型固定翼飞行器 (SMAV)机翼、平尾、垂尾升力系数分别做了计算 ,并给出相应的顺翼展方向升力分布、顺平尾展方向升力分布、顺垂尾展方向升力分布。最后给出了该架超小型固定翼飞行器的升力与攻角变化曲线图。 展开更多

关键词 超小型固定翼飞行器 Smav 升力系数 计算 飞行机器人

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基于单片机89C52的小型飞行器测距误差修正方法

17

作者 胡永红 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第12期61-63,共3页

介绍了小型飞行器距离测量的一般原理。以某小型飞行器为例,给出了距离测量的具体实现及误差分析,并利用89C52单片机实现距离测量的误差修正方法。飞行结果表明:使用该方法可提高测距精度,保证距离精度指标。

关键词 单片机 89C52 小型飞行器 测距误差 修正方法 无线电距离定位

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小型飞行器空气动力学 被引量：8

18

作者 Thomas J.Muller nd.edu +3 位作者 James D.Delaurier utias.utoronto.ca 于鑫 孙茂 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期270-279,共10页

对小型飞行器设计中涉及的空气动力学问题进行了综述。描述了雷诺数和展弦比对固定翼飞行器的设计以及飞行性能的影响。在低雷诺数飞行范围。翼型上边界层的特性对飞行器的设计尤为关键。本文讨论了大量有关层流边界层(包括层流分离泡影... 对小型飞行器设计中涉及的空气动力学问题进行了综述。描述了雷诺数和展弦比对固定翼飞行器的设计以及飞行性能的影响。在低雷诺数飞行范围。翼型上边界层的特性对飞行器的设计尤为关键。本文讨论了大量有关层流边界层(包括层流分离泡影响)的实验,作为例子,列举了几个此飞行雷诺数范围的小型低空无人驾驶飞行器(UAVs)。此外,对扑动翼推进的理论模型进行了简述;其范围涵盖了早期的准定常附着流模型,以及后来计及非定常尾涡、流动分离以及气动弹性等效应的模型。文中还介绍了那些与理论互补并最终导致扑翼机设计成功的实验。 展开更多

关键词 空气动力学 雷诺数 固定翼 扑翼 小型无人驾驶飞行器 飞行器设计

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基于数据驱动的小型柔性翼飞行器控制研究 被引量：3

19

作者 张之得 王正杰 郝智渊 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期177-185,共9页

柔性翼在阵风干扰下的被动变形有助于降低其对飞行器运动的影响,设计采用柔性翼的小型飞行器被认为是解决小型飞行器易受阵风干扰问题极具潜力的方案.同时,翼面可卷曲的特性也使得该类飞行器满足单兵便携式武器装备易携带的要求.考虑一... 柔性翼在阵风干扰下的被动变形有助于降低其对飞行器运动的影响,设计采用柔性翼的小型飞行器被认为是解决小型飞行器易受阵风干扰问题极具潜力的方案.同时,翼面可卷曲的特性也使得该类飞行器满足单兵便携式武器装备易携带的要求.考虑一种无副翼柔性翼飞行器区别于常规飞行器布局的特点,为解决由飞行试验数据分析得出的全动平尾舵面出现非线性饱和问题以及同时利用平尾舵面控制滚转俯仰通道引起的耦合问题,设计了一种基于数据驱动的无模型自适应控制器方案.数值仿真结果证实了针对该型无副翼柔性翼飞行器的姿态控制,所设计的控制器较传统单通道PID控制器控制效果更好. 展开更多

关键词 小型柔性翼飞行器 非线性饱和 耦合 无模型自适应控制

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小型飞行器与消防灭火指挥 被引量：5

20

作者 胡传平 《消防科学与技术》 CAS 2003年第1期50-54,共5页

通过对各种不同结构和原理小型飞行器功能和性能的分析、比较 ,对无线通信信号在传播过程中的损耗计算 ,结合火场侦察和通信指挥的具体要求以及火场的气流等环境因素 ,从如何在空中进行全场景的火场侦察 ,如何从空中指挥和帮助消防灭火... 通过对各种不同结构和原理小型飞行器功能和性能的分析、比较 ,对无线通信信号在传播过程中的损耗计算 ,结合火场侦察和通信指挥的具体要求以及火场的气流等环境因素 ,从如何在空中进行全场景的火场侦察 ,如何从空中指挥和帮助消防灭火以及侦察机器人寻找最佳行进路线和侦察位置 ,如何作为空中通信中继 ,克服火场侦察通信信号由于现场遮挡所造成的衰减 ,如何与消防侦察机器人、火场卫星通信指挥系统以及其它通信设施等配合构成灾害现场立体化、全方位的消防侦察指挥系统等角度 ,提出了开发应用消防专用小型飞行器的构想 ,并对其相关的性能参数提出了要求 ,期望能对消防专用小型飞行器的研究、开发和应用起到积极的指导作用。 展开更多

关键词 小型飞行器 消防 通信中继 消防侦察 灭火指挥

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