用液压控制集成阀设计了无人机起落架收放和刹车液压系统,起落架液压系统工作原理,可为无人机起落架液压系统设计提供参考。

针对无人机防滑制动系统(ABS),提出了一种反推模糊滑模控制方法。在机电作动器模型的基础上,建立无人机制动系统纵向动力学模型。为了克服制动系统的高阶非线性,采用Barrier Lyapunov函数设计了ABS控制器,确保无人机在制动过程中的滑移率能够在预设范围内跟踪参考值。然后,通过功率快速终端滑模控制算法实现ABS控制器所需的高性能制动压力控制,在此基础上建立模糊校正器以提高机电执行器(EMA)在不同制动压力范围内的动态自适应能力。实验结果表明,所提出的制动压力控制策略能够提高EMA的伺服性能,实验结果表明,所提出的控制策略在各种跑道条件下都具有良好的稳定性。

为提高无人机任务规划的规划效率,研究免疫算法在多无人机任务最优规划中的应用。先从俯仰角度、偏航角度和飞行高度等方面分析动力学约束条件,结合免疫算法结构建立任务最优规划问题的数学模型,将整体利益最大、路径和威胁代价最小为目标函数,设置约束准则;然后利用数字符串编码形成抗体,保证航程最优,同时计算抗体间亲和度,避免陷入局部最优;最后使用免疫记忆算子更新种群,采用高频变异方法改善规划空间搜索性能,设定合理的迭代次数作为算法终止条件,模型输出的结果即为任务最优规划方案。仿真实验表明,应用免疫算法的无人机即使在动态环境下也能在短时间内给出最优规划结果。

为了充分利用无人机在三维空间的灵活性,提出了一种以无人机为空中基站的OFDM-SWIPT轨迹通信联合优化设计方案。通过联合优化无人机飞行轨迹和资源分配,以用户平均捕获能量为约束条件,使所有用户的平均可实现率最大化。进一步分别对资源分配和无人机轨迹进行优化。前者是一个混合整数非凸优化问题,提出了一种三变量交替迭代算法,以获得最优的用户调度、子载波和功率分配。后者是一个非凸优化问题,可以将其转化为凸优化最优轨迹问题。仿真结果表明,该算法具有良好的收敛性和鲁棒性,同时,该方案既能保证平均捕获能量,又能提供与其他飞行模式相比的最佳平均可实现速率。

针对自动化立体仓库货物检测难度大、实时性差等缺陷,提出一种基于图像差分与特征匹配的货物检测系统。通过四旋翼无人机结合无线图像系统获取货物图像,并传输至上位机软件系统进行检测,通过将实时图像与模板图像差分结合自适应阈值滤波方法检测出货物缺失部分;通过改进的ORB算法结合网格运动统计方法完成图像的精准匹配,采用网格划分统计特征点的方法检测货物缺陷。实验和现场系统运行测试表明,所研究的货物检测系统,在货物缺失、缺陷检测时正确率分别达到95.0%和93.3%,具有较高的准确率。

无人机在交通运输领域有着广阔的应用前景,针对三翼式无人机的结构特点,建立了半实物仿真控制系统。首先,根据无人机飞行器的建立数学模型和控制原理,数学模型的关键参数通过辨识实验获取,提出了由模式切换策略、层次控制器和控制分配算法组成的无人机控制方案。最后为了验证控制方案的有效性,研制了包括自动驾驶仪、地面控制站和X-Plane在内的半实物仿真系统,结果表明飞行器在过渡模式下的姿态和高度具有较高的跟踪精度,验证了无人机控制方案的有效性。该仿真系统可以在飞行实验前发现并修改缺陷或问题,能够为无人机样机的研制提供一种可替代的验证方法。

长僚机之间的气动耦合效应是无人机编队飞行中不可忽视的因素,以长僚机的双机编队为例,建立了编队飞行的涡流模型,在有无气动干扰的两种情况下,计算了僚机在编队队形中的气动力,最后设计了考虑气动耦合效应的无人机编队飞行控制系统并进行仿真研究.仿真结果表明气动效应对编队队列中无人机的飞行状态会产生一定影响,该控制系统能很快消除扰动影响,使僚机实现状态的跟踪和保持,达到稳定编队飞行的要求.

针对冲击气缸式无人机弹射系统耗气量高、质量大、动态特性差等弊端，提出了一种仿生气动肌腱式无人机弹射系统，利用气动肌腱的弱非线性，通过配置楔角以改善无人机加速阶段的受力情况，减缓加速度波动。对该弹射系统进行数学建模和动力学分析，并搭建Simuli<x>nk模型对该系统进行仿真求解;通过MATLAB与Simuli<x>nk对现有加速轨道通过多目标遗传算法实现进一步优化。优化后的加速轨道能提升加速度均值、气动肌腱能量利用率和起飞速度，且降低了加速度峰值，加速度波动在原有基础上降低了76.79%。仿真和优化结果表明，提出的气动肌腱式无人机弹射系统不仅避免了冲击气缸式弹射系统的缺点，还能进一步平缓加速度，减小整体系统的最大过载。

为了满足无人机发射平台在复杂环境下的快速、高精度自动调平要求,探索平台的调平控制方法和策略。根据无人机发射平台的调平液压原理在AMESim软件中对此调平系统进行建模和仿真,模拟液压调平系统在平台的调平操作。分析仿真的系统支腿位移、支腿液压缸流量、换向阀流量等曲线,清晰地观察该系统动态回路特性。仿真结果表明:所建立的系统仿真模型可适应复杂工况下调平,验证了调平系统的合理性,可为同类液压调平系统的设计与分析提供参考。

为应对无人机遇到的复杂任务状况，提高航迹规划效率，提出一种基于改进人工蜂群算法的无人机三维航迹规划方法。为降低无人机三维航迹规划的难度，将航迹规划数学模型通过简化建模转化为函数优化问题；为提高航迹优化效率，通过改进蜜源初始化方式、引入动态评价选择策略、引入Metropolis准则等方式对传统人工蜂群算法在该问题求解中的缺陷进行改进，通过MATLAB进行20次仿真实验，验证了改进人工蜂群算法在无人机三维航迹规划中的可行性和优化效率。