國內外研究現狀和發展動態
四軸飛行器的應用:
近十幾年來,隨著微系統、傳感器以及控制理論等技術的發展四旋翼垂直起降機制理論等技術的發展,四旋翼垂直起降機又引起人們極大的興趣。四軸飛行器還可以應用航測,攝像,軍事情報探測。最新運用Dronenet,一個基于開放協議的短途無人機送貨服務。
飛控系統的發展及應用:
微型飛行器的關鍵技術,從微型飛行器的研究現狀來看,雖然已經取得了相當的技術成果,積累了一定的經驗,但是總的來說,微型飛行器還處于試驗階段,離實用化還有一定的差距。因此,科學的實用的飛行控制及導航技術便急迫于誕生。
飛控系統是軍民用飛機的核心航電設備之一,對于保持飛機飛行姿態、提高戰斗機飛行性能具有重要作用,目前,國內主要有西安飛行自動控制研究所、中國航空無線電電子研究所、蘭州飛行控制有限責任公司等單位參與飛控系統研發,研發具有世界先進水平的飛控系統對于提升我國各類民用飛機、直升機、軍用飛機性能以及開拓市場等都具有重要的意義。
飛控系統是無人機的核心技術和主要技術門檻,在無人機特別是消費級無人機市場發展異常火熱的今天,飛控系統的研發對于無人機以及軍民用飛機的核心作用進一步凸顯,深圳市大疆創新科技有限公司在該領域已經取得了一定的先發優勢。
飛控及飛行器的前景:
2011年以后,中國消費級民用無人機企業逐漸增多,據了解,目前深圳與無人機相關的企業就已經增至200余家,正在向“無人機之都”發展,其中大疆無人機已經成為“中國制造”的典型代表。同時,也加強了社會對無人機的關注,無人機在消費級市場的應用也迎來了空前的熱潮。
據ADI亞太區微機電產品市場和應用經理(以下簡稱“ ADI”)趙延輝介紹:“從全球來看,帶航拍功能的無人機需求量應該在200萬臺左右,而玩具類無人機的需求量則會更多,應該是千萬量級的,其中主要以多翼無人機對MEMS陀螺儀的需求量最大,應該占60%以上。
本項目學生有關的研究積累和已取得的成績
1.利用板載芯片控制MPU6050以及OLED顯示屏等模塊。
2.利用MPU6050讀取加速度計以及陀螺儀的數據并顯示。
3.建立減少誤差的數學模型,同時解決陀螺儀和加速度計單獨的傳感器存在的噪聲誤差問題。
4.使用RS232串口進行上位機數據傳輸以及數據的修改。
5.利用STM32系統自帶的PWM輸出功能控制電機。
6.實現通過外接技術集成更多傳感器功能。
采用PID的串級控制技術。串級控制系統的計算機順序是先主回路(PID1),后副回路(PID2)。控制方式有兩種:一種是異步采樣控制,即主回路的采樣控制周期T1是副回路采樣控制周期T2的整數倍。這是因為一般串級控制系統中主控對象的響應速度慢、副控對象的響應速度快的緣故。另一種是同頻采樣控制,即主、副回路的采樣控制周期相同。這時,應根據副回路選擇采樣周期,因為副回路的受控對象的響應速度較快。
串級控制的主要優點:
1、將干擾加到副回路中,由副回路控制對其進行抑制;
2、副回路中參數的變化,由副回路給予控制,對被控制量的影響大為減弱;
3、副回路的慣性由副回路給予調節,因而提高了整個系統的響應速度。
副回路是串級系統設計的關健。副回路設計的方式有很多種,下面介紹按預期閉環特性設計副調節器的設計方法。
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