无人机自动控制仿真系统研究与实现

航迹控制回路是无人机自动控制飞行中的重要环节,它涉及无人机的姿态、航向和飞行状态等重要参数的变化。根据飞行控制的基本控制律实现了无人机在复杂航迹条件下的安全飞行控制,模拟出无人机在自动控制下的航迹、盘旋和着陆等的飞行任务。采用面向对象方法设计了基于堆栈的通用化的航线管理类。并分析了无人机在手动操作切换到自动控制方式时寻找航迹点飞行中可能出现的问题,提出了相应的解决方案。     

固定翼无人机编队集结控制算法研究

针对固定翼无人机协同作战时的编队集结问题，提出了一种新的路径规划和位置分配方法，并设计了包括航迹跟踪、高度保持和速度控制在内的自动驾驶仪。该路径规划算法通过矩阵迭代得到一组较优的目标点分配方案，满足总航程较小和同时到达约束。根据得到的各无人机飞向目标点的航迹，算出无人机编队集结的代价矩阵。在每架无人机确定了应飞航路后，开始沿航路飞向目标点，在此过程中，纵向采用高度保持自动驾驶仪，横向采用航迹跟踪自动驾驶仪，控制无人机按规定航迹飞行。速度调节自动驾驶仪可根据速度指令调节油门大小加减速，跟踪上目标速度，进而实现编队集结。仿真结果验证了所提出的编队集结控制方法的有效性和可行性。     

基于Simulink的无人机模拟系统设计

为满足型号研制联试及模拟训练要求,开发了无人机模拟系统,详细设计了系统中的无人机本体模型、飞行模型、舵机模型及视景系统。通过系统联试验表明,所设计的无人机模拟系统能够实时响应地面站的飞行控制指令,并且能够有效满足型号研制及飞行员模拟训练的需求。     

分离式飞行数据记录与跟踪系统可靠性分析

采用故障树分析方法分析了新型分离式飞行数据记录与跟踪系统的可靠性。通过搭建以系统失效为顶事件的故障树,获得了最小割集、顶事件的发生概率以及各分系统的失效概率排序。通过对比各分系统的关键重要度,找出了分离式飞行数据记录与跟踪系统中最薄弱的部分,并进行了改进。结果表明,缓降分系统对总系统可靠性的影响最大,通过多充气模块可以显著提高缓降系统的可靠性。但当充气模块多于2套时,增加充气模块并不能进一步明显提高系统的可靠性。     

模糊神经网络实现飞行数据的智能处理

利用模糊神经网络实现了根据飞行数据识别出飞行过程中所做的基本动作 ,推理过程使用了一种特殊的模糊规则 (fuzzyrule) ,权值学习采用负梯度下降 (Gradientdescentweightadaption)法。首先对每帧飞行数据进行特征检测(Featuredetect) ,将根据专家经验模糊处理得到的隶属度矢量作为模糊神经网络的输入 ,经过该网络决策 ,获得该帧数据的基本动作模式 ,由此 ,得到飞行过程中的基本动作。而实际的飞行动作就是由这些基本动作的组合而成 ,所以 ,实际上也就实现了飞行动作的自动识别。经大量实际飞行数据检验 ,该方法准确、有效。     

无人机系统适航与安全性分析方法

针对无人机系统安全性需求,首先根据载人航空器适航审定规范及安全性评估依据,表明由于无人机系统的特殊性造成直接应用现有安全性评估流程和评估方法具有局限性.在此基础上提出无人机系统适航安全性评估的几点改进:①考虑无人机系统包括无人机和综合保障设备,扩大安全性评估边界进行无人机系统级的功能危险分析;②考虑无人机系统“人机分离”特点,需要对无人机系统失效状态的严重程度进行重新分级和定义;③考虑无人机系统本身受起飞质量的影响很大,强调必须根据无人机系统分类对地面撞击和空中碰撞两个关键事件进行安全性分析.结果表明:上述改进从无人机系统本身特点出发,通过给定的目标安全水平进一步确保安全性.      

基于改进A*算法的无人机航迹规划

借鉴A*算法思想,提出了一种改进A*算法的无人机航迹规划方法.针对在传统A*算法中将规划区域栅格化、只能在特定方向按照特定步长扩展节点的不足,采用圆形节点扩展方法,可以实现变方向和变步长扩展节点.通过仿真进行了验证,结果表明改进的航迹规划方法可以绕过威胁,安全到达目标点.     

基于单片机的通用型无人机飞行控制系统研究

提出了基于单片机的通用型无人机飞行控制系统的设计方法;归纳出通用型飞行控制系统在角速度、线加速度、大气压强、GPS信息等飞行数据采集方面的特点;在无人机的高度控制、速度控制和航向控制方面设计了舵机的控制方案,详细论述了控制信号输出;研究了计算机的控制程序,为下一步的基于单片机的半实物系统仿真奠定了基础.     

基于Matlab的无人机全过程飞行仿真

为了对小型无人机全过程飞行仿真进行研究,根据无人机飞行控制回路和制导回路,搭建了模块化的系统仿真结构,将Matlab/Simulink和Stateflow有机结合起来,建立了易于维护和扩展的仿真环境。利用仿真环境对无人机的控制规律和制导规律进行了仿真,结果表明了控制规律和制导规律的合理性,以及全过程仿真环境的实用性。     

无人机飞行监测系统及其策略

无人驾驶飞机的发展是与无线电技术的发展息息相关的。近二十年的电子技术又朝高度集成化高可靠性迈进了一大步，为无人驾驶飞机的监控技术向智能化小型化发展打下了稳固的基础。本文着重介绍一种无人机飞行航迹、飞行姿态及其它多数的综合显示系统，介绍其设计思想，工作原理及系统的功能。     

构建飞机飞参专家系统研究

根据专家系统的思想，构建了快速处理软件核心模块，研究了基于飞行数据的飞机飞参快速处理专家系统。利用本系统可以较全面地监控飞机、发动机各系统各种工作状态、飞行使用限制、通报故障及统计发动机工作时间。本系统以产生式规则作为知识表示方法，利用Visual C 6．0作为开发工具，以实现自动编译知识、自动进行推理，提供了较为完善的解释机制并提供了利用快速处理结果——飞行报表的方法。本系统所提供的核心编译、推理机制已成功地应用于国产某型飞机飞参信息的处理。     

基于平衡核函数聚类的飞行航迹数据分析方法

目前,使用数据挖掘的方法对目标的飞行航迹进行分析来确定航迹类别具有许多应用价值。飞行航迹数据具有维数高、交连多、可分类性能差等特点,要做到尽可能精确的聚类和分类十分困难。文章立足提高飞行航迹数据聚类分析的准确性,在航迹特征数据的预处理阶段,提出了一种平衡核函数的K-均值聚类方法,可以解决高维特征数据带来的奇异性,还能提高交叠样本的聚类性能;设计了一种模糊支持向量机的算法框架实现航迹的分类。通过实际飞行航迹数据集测试了设计框架下航迹聚类和分类识别的有效性,在实际工程上具有广泛的应用前景。     

基于预测校正积分法的飞行轨迹再现

根据DFDR记录的飞行数据再现飞行过程。对飞行事故分析和提高飞行员的飞行技能都具有重要意义。给出根据DFDR记录数据运用预测校正法积分计算飞行轨迹和其他飞行参数，实现飞行过程再现的一种简单算法．并给出使用Matlab进行计算和绘图的算例计算结果，证明该算法简便有效。     

基于时域分析法的无人机飞行质量综合评价方法

以人为主对部队飞行训练质量进行定性分析,存在对训练效果难以做出公平、合理解释以及主观性强的问题。为此,提出一种行之有效的飞行质量综合评价数学模型。依据飞行训练大纲、部队调研掌握一些资深飞行员经验,建立了飞行质量综合评价的层次结构以及基本动作层的评价指标体系。利用时域分析原理,结合飞参数据现实需求,提出了合适的时域分析指标,权重以G1法进行确定,针对各个指标展开定量分析,评价结果合理。便于对训练期间的问题进行查找,提升飞行员操作水平。     

某型飞机飞行参数记录系统音频数据漏记故障分析与设计改进

针对某型飞机飞行参数记录系统音频数据漏记问题．结合BIT故障信息,从飞行参数记录系统音频采集板处理流程和电路设计原理角度,进行了音频漏记故障的机理分析,通过试验验证确定了音频采集板复位不同步是引起音频信号漏记的根本原因。在此基础上．提出了音频采集板DSP芯片和FLASH芯片同复位信号的复位电路设计改进方案。试验室和外场试飞验证了设计改进方案的合理性和有效性。     

基于飞参数据的飞机尾旋惯性力矩分析

决定飞机尾旋动态的力矩包括惯性力矩和气动力矩,破解尾旋的特性需要获取准确的惯性力矩。利用飞参中的三轴角速度,选取训练实例飞机失速性滚摆到进人反平尾旋状态过程飞参数据,计算复杂失速尾旋状态的三轴惯性力矩,说明惯性力矩的变化过程,分析对比惯性力矩在尾旋各阶段的作用特点,并结合飞机的大迎角气动特点,提出失速后预防进入尾旋的操控要点。算法准确实用,动态分析及操控要点提示对保障飞行安全具有借鉴意义。     

无人机编队飞行问题初探

回顾了国内外无人机的发展历史和近年来的发展趋势，简要介绍了无人机在军事、国民经济和科学技术方面的作用。分析了单架无人机执行任务时面临的问题和编队飞行的优势，介绍了国内外在无人机编队飞行方面的研究状况，同时对保证无人机编队飞行的关键技术进行了探讨和分析。