基于扎根理论-贝叶斯网络的消费级无人机事故致因分析（英文）

为了降低日常使用场景中消费级无人机（Unmanned aerial vehicles,UAVs）的事故率,根据消费级无人机事故案例分析了事故致因。通过扎根理论提取事故致因因素,分析了这些因素之间的关系。构建了消费级无人机事故的贝叶斯网络。利用扎根理论-贝叶斯网络,推断出坠落、空中碰撞、失踪和人身伤害4种类型事故的概率。通过对各因素的后验概率进行反向推理,得到了各事故概率最大的因果链。在分析每个因素的敏感性之后,相应地推断出网络中的关键节点。然后分析了消费级无人机事故的致因因素。结果表明,坠落事故概率最高,坠落事故与人身伤害概率最大因果链相关,作为结果节点的各类事故的敏感性分析结果不一致。     

小型物流无人机机身气动设计与优化

以航空物流应用为背景,提出了一种双尾撑倒V尾无人机基础外形,为提高装载效率,其机身截面使用倒圆角矩形和圆弧组合外形。使用基于N-S方程的流场求解工具,分析了基础外形的气动特性。在保持其他部件不变的情况下,对机头、翼身连接和机身后部收缩段进行了优化设计。计算结果表明,在保持机身体积不减小的条件下,全机阻力特性在0°～18°迎角范围内均有一定改善,机身压差阻力减小27.3%,最大升阻比提高13.4%。     

基于改进粒子群算法的旋翼无人机三维航迹规划

针对标准粒子群算法因为惯性因子固定导致航迹规划不理想,以及固定斜率粒子群算法惯性因子斜率调节不灵活的问题,在算法中引入折线斜率惯性因子形式,使其斜率根据需要可以进行灵活调节,提高算法对旋翼无人机三维航迹的规划成功率,且减小航迹长度。首先,根据旋翼无人机实际飞行环境建立三维果园环境模型,根据路径长度、躲避障碍、飞行范围和航迹高度范围来构造适应度函数;然后,分析了标准和固定斜率粒子群算法的原理,找到了算法的缺陷,对其进行了改进,并给出了详细的实现步骤。数据对比显示：在进行旋翼无人机三维航迹规划时,相比于其他两种粒子群算法,折线粒子群算法对于航迹规划的成功率和航迹长度有明显改善。     

无人机通用测控技术

针对国内无人机系统之间缺乏互联、互通、互操作技术标准和能力的问题,研究了无人机通用测控方法和技术实现途径,提出了适用于无人机的通用测控模型、测控接口和描述模型。开发了小型无人机通用测控接口试验验证系统,对所提出的通用测控技术进行了技术验证,实验结果证明了该技术的可行性。     

无人机发动机惯性起动试飞技术

无人机系统在局部冲突战争中逐渐取得了尖兵地位,各系统的可靠性对于无人机实现战役战术任务十分重要.双发无人机不仅提升了动力系统余度,也为研究发动机的空中起动特性提供了平台.以某双发无人机为研究对象,建立无人机双发停车时的空滑模型,通过空滑性能分析确定空滑返场最远点,即惯性起动试验状态点位置,完成了任务航线和试飞流程的规划...     

大展弦比无人机高速风洞测力试验技术研究

本文针对大展弦比无人机布局特点,开展了2.4m风洞测力试验技术研究,主要包括专用高精度大载荷天平研制、支撑系统的优化设计、支撑干扰的有效扣除等,利用CFD手段和ANSYS分析软件,有效地建立了大展弦比无人机高速风洞测力试验技术,并成功投入应用,获得了满意的试验结果.     

基于PX4飞控的多旋翼无人机编队跟踪系统设计

为解决单架无人机续航能力不足、执行任务单薄、应用场合受限等问题,目前多无人机协同跟踪具有极其重要的研究价值。以多旋翼无人机为研究对象,设计了一种基于PX4飞控的多旋翼无人机协同编队系统。利用飞控底层软件,将设计的制导律进行移植,通过ROS系统对无人机进行外部控制,各个僚机和长机之间能够实时获取其他无人机位置,然后通过控制器得到指令速度,从而形成预设跟踪编队。仿真实验结果表明,整个编队系统对目标的跟踪精确有效,并且所设计的制导律可以在PX4飞控架构下实现对地面目标的编队跟踪,提高了多旋翼编队跟踪系统的稳定性。     

执行器故障下无人机-无人车异构编队控制

针对存在执行器故障的无人机-无人车异构系统,研究了编队跟踪容错控制问题。首先,异构系统采用有向图的拓扑结构,且并非所有无人机/车都能接收到参考信号,故在充分考虑无人机/车运动学模型存在较大差异的前提下,设计了一种针对两类系统都通用的分布式信号估计器来获取参考信号的信息。然后,基于参考信号估计值,利用鲁棒自适应控制理论,提出了形式统一的分布式容错控制协议。该协议无需获取精准故障信息,就能有效地补偿故障对异构系统性能的影响,确保异构系统在故障情况下仍能按照预先设定的编队构型跟踪上外界参考信号。最后,通过仿真试验验证了所提算法的有效性。     

基于场景的无人机系统仿真测试方法

随着无人机规模数量的全新增长和技术的快速迭代,对无人机系统进行测试验证的需求更加急迫。本文探讨了无人机仿真测试场景数据及虚拟场景构建方法,提出了基于场景的无人机系统仿真测试方法,设计了无人机仿真测试平台整体研制方案。研究表明,基于场景的无人机系统仿真测试方法可以对无人机进行系统的功能验证,提高无人机测试效率,保证其安全运行能力。无人机仿真测试平台设计方案为平台研发和仿真测试开展提供了良好的基础。     

Hover Control of Tail-sitter UAV under Wind Field DisturbanceBased on Improved ADRC

针对尾座式无人机容易受到外界风场扰动和模型不确定性影响的问题,设计了一种外环 PID 与内环自抗扰控制(ADRC)的组合控制算法进行悬停姿态与高度控制,并优化扩张状态观测器(ESO)以解决调参困难的问题。建立用垂向欧拉角定义的天东北坐标系来描述悬停飞行状态,进行数学建模并完成全量运动方程组。在 Matlab/Simulink 软件内搭建基于改进 ADRC 的非线性全量运动方程模型,通过大气紊流模型建立风场。仿真分析在干扰作用下的控制效果。仿真结果表明,改进 ADRC控制算法能够有效抵抗风场干扰,实现稳定的悬停姿态与高度控制。