基本信息
- 项目名称：
- 新型自适应四旋翼飞行器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品采用嵌入式智能控制技术，提出并实践了一套自主检测、适时调整航向、具有自适应性导航飞行控制方案。在核心控制上，作品基于飞行器的非线性数学模型，应用卡尔曼滤波、方向余弦、四元数等多种算法对传感器数据进行处理得到精确的飞行姿态。同时先进的神经网络算法及绝对位置检测单元的应用提高了飞行质量，实现自主飞行和定位巡航功能。因此该飞行器能够应用于搜救、航拍和侦察等方面，成为一种军民两用的高技术产品。
- 详细介绍：
- 随着航天技术的不断发展和成熟，微小型无人机已经成为全世界航天领域研究的重要方向之一。本作品是一种微小型四旋翼无人机（又名微小型四旋翼飞行器）。 该飞行器采用嵌入式智能控制技术,建立了一套基于微处理器下的自主检测并适时调整航向的具有自适应性导航飞行控制方案并将其应用于微小型四旋翼飞行器。我们在研究微小型四旋翼飞行器的空气动力学的非线性数学模型的基础之上，应用卡尔曼滤波算法对传...(查看更多)
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1、作品设计目的： 改进现有的四旋翼飞行器，使其具有较强抗干扰和环境自适应能力的姿态控制，同时具有空中平稳悬停、15米/秒左右高速巡航等功能，并能够通过GPS确定空间位置，具有一定的应用价值。 2、作品创新点： 该四旋翼飞行器采用嵌入式智能控制技术，其主控制器选用了专用于数字信号处理的DSP微处理器，协处理器选用了高性能、低成本的STM32单片机，并使用了高精度的...(查看更多)
科学性、先进性
- 主控制器DSP通过卡尔曼算法对惯性单元的输出数据进行滤波处理并采用方向余弦和四元数算法对滤波数据进行二次处理,得到四旋翼飞行器当前的飞行状态。有效的解决了现有微小型飞行器因受多种物理因素的作用而无法得到稳定数据的问题，为飞行器的平稳飞行提供了必要条件；采用三轴磁罗盘测算绝对方向,同时对飞行状态进行修整，有效的消除了惯性单元长时间误差积累的问题. 此外，主要由GPS、...(查看更多)
获奖情况及鉴定结果
- “挑战杯”2011河北省大学生课外学术科技作品竞赛一等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 合作
作品可展示的形式
- 模型、图纸、现场演示、图片、录像、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1、技术特点及其优势:该飞行器飞行控制算法的运用使飞行器具有较强抗干扰和环境自适应能力的姿态控制，且能够达到精度在1.0米的范围之内的空中悬停。此外，合理的动力与能源装置，使飞行器具有长达20分钟以上的滞空时间和15米／秒左右的飞行速度。同时飞行器还具有能够垂直起降、机器生存能力强、有效载荷大等特点。另外,飞行器简单的机械制造工艺及低廉的成本使其易于工业化的大批量生产及应用...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 无人飞行器（UAV）自主飞行技术多年来一直是航空领域研究的热点，并且在实际应用中存在大量的需求，例如：侦察与营救任务，科学数据收集，地质、林业勘探，农业病虫害防治，以及视频监控，影视制作等。通过无人飞行器来完成上述任务可以大大降低成本和提高人员安全保障。 无人飞行器的主要优点包括：系统制造成本低，在执行任务时人员伤害小，具有优良的操控性和灵活性等。而旋翼式飞行器与固定翼飞行...(查看更多)
