無人直升機(jī)的設(shè)計(jì)與組裝

1、無人直升機(jī)的設(shè)計(jì)和組裝無人直升機(jī)的設(shè)計(jì)和組裝蔡國(guó)偉彭克茂陳本李唐摘要摘要—一個(gè)簡(jiǎn)單的無人機(jī)直升機(jī)被稱為非線性控制技術(shù)的測(cè)試平臺(tái)。無人機(jī)直升機(jī)包括：（1）先進(jìn)的無線電遙控作為一項(xiàng)基本載體（2）一個(gè)簡(jiǎn)單的航空電子系統(tǒng)（3）地面支持系統(tǒng)。航空電子系統(tǒng)包括一個(gè)小型的PC104電腦系統(tǒng)和微機(jī)電系統(tǒng)（微機(jī)電系統(tǒng)）導(dǎo)航和慣性測(cè)量裝置作為主要測(cè)量感應(yīng)組件。一對(duì)全雙工收發(fā)器是用來給直升機(jī)和地面之間提供無線通信。地面接收器和一個(gè)在地面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)形成一個(gè)支

2、撐體系。無人直升機(jī)是用來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)飛行的控制系統(tǒng)。一.引言引言在過去幾年里學(xué)術(shù)界無人飛行器（UAV）引起了極大的興趣。它可以服務(wù)于許多應(yīng)用平臺(tái)和純學(xué)術(shù)研究。作為一個(gè)有機(jī)動(dòng)性和多功能性的學(xué)科，無人駕駛飛行器具有潛在軍事以及在民用領(lǐng)域的科學(xué)意義參見文獻(xiàn)[1][2][3][6][7][8][10][11][12]。許多世界各地的研究小組選擇了無人機(jī)直升機(jī)作為學(xué)科研究方向，探索和測(cè)試先進(jìn)的控制技術(shù)[1]。多樣的方法如近似線性[9]，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[4]

3、，[13]和學(xué)習(xí)控制[5]，已用于設(shè)計(jì)無人直升機(jī)的飛行控制規(guī)律。提高自動(dòng)著陸，懸停和自動(dòng)飛行的性能。我們的動(dòng)機(jī)是為了發(fā)展一個(gè)無人直升機(jī)，作為一個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證我們提出非線性控制系統(tǒng)。一個(gè)典型的無人機(jī)飛行器應(yīng)包括以下基本組成部分：1）有引擎的飛行器以完成一些基本的飛行功能2）一個(gè)簡(jiǎn)單的航空電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)飛行的控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)應(yīng)包括：a）一個(gè)機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以收集數(shù)據(jù)，以執(zhí)行飛行控制，以及完成與地面系統(tǒng)的通信b）必要的傳感器來測(cè)量和控制信

4、號(hào)用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)c）通信系統(tǒng)，以提供無線通信，其中包含兩個(gè)全雙工收發(fā)器，一個(gè)是機(jī)載另一個(gè)是在地面上d）一個(gè)機(jī)載電源系統(tǒng)e）自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)。3）地面支持系統(tǒng)，包括：a）一個(gè)全雙工收發(fā)器提供飛機(jī)無線通信b）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以預(yù)先安排飛行路線，并收集飛行數(shù)據(jù)。據(jù)悉，該無人機(jī)飛行上面列出的組件是比較簡(jiǎn)單的一種。集成的無人駕駛直升機(jī)只是用于學(xué)術(shù)研究。軍用或商用無人機(jī)更為復(fù)雜。在了解無人飛行器的基礎(chǔ)上，我們?cè)O(shè)計(jì)并組裝一個(gè)簡(jiǎn)單的原型無人直升機(jī)。先進(jìn)的

5、無線電遙控玩具直升機(jī)被選擇作為基本飛行器。一個(gè)簡(jiǎn)單的航空電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這種微型PC104將被用于機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和微機(jī)電系統(tǒng)的導(dǎo)航，慣性測(cè)量組件被選擇作為一個(gè)主要的航空電子傳感裝置。一對(duì)全雙工收發(fā)器將用于提供和地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信。這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的無人直升機(jī)有足夠的能力執(zhí)行飛行速度為20米秒的飛行任務(wù)。本文的內(nèi)容如下：在下一節(jié)中，我們提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的無人直升機(jī)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單的航空電子系統(tǒng)的部件將在第三節(jié)介紹，裝配無人直升機(jī)將在第四節(jié)提到。

6、最后，第五節(jié)我們得出一些結(jié)論。二.無人直升機(jī)的設(shè)計(jì)無人直升機(jī)的設(shè)計(jì)在這一節(jié)，我們介紹了支持系統(tǒng)組成部分的詳細(xì)無人機(jī)直升機(jī)，其中包括基本直升機(jī)，簡(jiǎn)單航空電子系統(tǒng)和支持系統(tǒng)。A.基本直升機(jī)基本直升機(jī)先進(jìn)的無線電遙控（RC）直升機(jī)（猛禽90），如圖1，被評(píng)為基本飛機(jī)。這樣的選擇是重要的是適合我們的需要，因?yàn)樗奢p松升級(jí)為自動(dòng)無人機(jī)直升機(jī)是一個(gè)具有完整試驗(yàn)的系統(tǒng)，傳感器和必要的通信的調(diào)制解調(diào)器，它的飛行可以利用控制法律的實(shí)施。更重要的是，我們

7、更便宜的升級(jí)遙控直升機(jī)比購(gòu)買了一套完整的商業(yè)無人機(jī)直升機(jī)系統(tǒng)更便宜。這猛禽90遙控直升機(jī)是一種高品質(zhì)的玩具直升機(jī)。在愛好產(chǎn)業(yè)，這些遠(yuǎn)程控制完全是手動(dòng)的。它有穩(wěn)定的懸停，飛行敏捷和溫順的處理。它是理想的服務(wù)作為一個(gè)基本的無人機(jī)。該猛禽90直升機(jī)的尺寸列于表一，它是微型大小。的，他們可以提供足夠的信號(hào)，以控制多達(dá)秒至米運(yùn)動(dòng)的直升機(jī)有效的空速由于空氣動(dòng)力作用的直升機(jī)從這么小的機(jī)身是在小空速，它可以安全地忽略。此外，周圍空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)之間的直升機(jī)

8、，其影響很小主葉片空氣動(dòng)力效應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到比較快速旋轉(zhuǎn)。有5架正在安裝的伺服舵機(jī)。在上述五個(gè)伺服系統(tǒng)，一個(gè)是控制驅(qū)動(dòng)裝置的齒輪旋轉(zhuǎn)，速度比通過轉(zhuǎn)子和尾槳在一個(gè)固定齒圈發(fā)動(dòng)機(jī)用于控制旋轉(zhuǎn)速度的主要。另有3伺服鏈接到十字盤控制主旋翼葉片集體和循環(huán)的角度攻擊。最后是伺服控制尾槳槳葉角度。伺服所有這些都是小尺寸和調(diào)制驅(qū)動(dòng)脈沖寬度（PWM）信號(hào)。一種鎳氫電池用于供電的伺服系統(tǒng)和伺服控制器板，它是控制模式之間切換的自動(dòng)模式和手動(dòng)稍后提出。另一種鋰離

9、子電池組供電，以用于機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，傳感器和通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電源保護(hù)的伺服系統(tǒng)，產(chǎn)生的干擾機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)承擔(dān)大負(fù)荷來驅(qū)動(dòng)控制面。C.支持系統(tǒng)支持系統(tǒng)支撐系統(tǒng)包括一個(gè)地面全雙工收發(fā)器和一個(gè)地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該收發(fā)器是為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過無線通信之間的空氣。地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于預(yù)先安排的無人機(jī)直升機(jī)飛行軌跡的和收集飛行數(shù)據(jù)。D.運(yùn)營(yíng)的航空電子系統(tǒng)原控制系統(tǒng)的直升機(jī)手工操作的玩具留在我們的廣播是航空電子系統(tǒng)。手動(dòng)

10、操作體系是非常有用的我們，以確定該模型的數(shù)據(jù)與飛行無人機(jī)直升機(jī)圖2簡(jiǎn)單的航空電子系統(tǒng)第一階段。系統(tǒng)的手動(dòng)操作也可以成為一個(gè)無人直升機(jī)輔助部分的，可以投產(chǎn)，如果必要的開關(guān)。因此，有兩種操作模式手動(dòng)模式在航空電子系統(tǒng)，即自動(dòng)模式和。模式開關(guān)控制由原始手工操作的系統(tǒng)。該手冊(cè)操作之前，自動(dòng)操作，因?yàn)樗目煽啃缘?。如果有必要，它可以從自?dòng)模式切換到手動(dòng)模式，以避免混亂的直升機(jī)飛行的無人機(jī)。自動(dòng)模式自動(dòng)模式。自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)將在設(shè)計(jì)和實(shí)施了航空電子

11、系統(tǒng)。在自動(dòng)模式下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行空中飛行管制法例，以推動(dòng)無人機(jī)直升機(jī)。運(yùn)作的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的命令時(shí)，空氣中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是搜集如從傳感單位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資產(chǎn)凈值慣性測(cè)量單元和轉(zhuǎn)速傳感器，計(jì)算命令和發(fā)送指令來驅(qū)動(dòng)伺服控制直升機(jī)飛行的無人機(jī)。在每一個(gè)區(qū)間，時(shí)間槽要離開了系統(tǒng)的機(jī)載計(jì)算機(jī)之間的通信地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。操作員可以修改計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的地面飛行前計(jì)劃以改變無人機(jī)直升機(jī)飛行軌跡的。手動(dòng)模式手動(dòng)模式。在手動(dòng)模式下，無人機(jī)直升機(jī)成為手動(dòng)無線電遙控。猛禽90