電力巡線旋翼無人機抗風試驗場控制系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、隨著飛行控制、無線圖傳等技術的進步，旋翼無人機的發(fā)展如火如荼。因具有體積小、便于攜帶、操作靈活的特點使其在輸電線路維護檢測中得到越來越廣泛的應用。但在巡檢作業(yè)中，出現(xiàn)了旋翼無人機巡檢系統(tǒng)因抗風能力不足而不能完成檢測任務、甚至發(fā)生事故的現(xiàn)象。因此建立旋翼無人機巡檢系統(tǒng)抗風試驗場，在其入網(wǎng)使用前檢驗其抗風能力是否達標。
　　本文首先概述抗風試驗場的設計思路，包括以下內(nèi)容：試驗場模擬自然風的設計指標，為了達到設計指標而進行的場地選擇、風

2、機和風管的布置、風管出風口不同方向動作的實現(xiàn)方法等。然后重點研究抗風試驗場控制系統(tǒng)，主要研究內(nèi)容如下：
　　完成控制系統(tǒng)設計的基礎環(huán)節(jié)—風機系統(tǒng)設備選型。根據(jù)設計指標，選擇抗風試驗場所用的風機種類，然后確定風量、風壓與風機功率等具體指標。通過CFD軟件進行系統(tǒng)仿真，驗證風機設備選型的合理性。搭建簡易環(huán)境，實測吹風效果證明試驗場能夠模擬出合格風場環(huán)境。
　　設計風速控制算法。分析抗風試驗場要模擬的自然風種類及對風機設備系統(tǒng)響應

3、指標要求。針對被控系統(tǒng)存在滯后性的特點，為擺脫Smith預估補償控制和Dahlin算法兩種經(jīng)典算法的局限性，分析模糊PID算法原理，利用Matlab軟件對控制算法進行仿真。結(jié)合仿真結(jié)果，確定抗風試驗場風速控制算法。
　　完成抗風試驗場控制器設計。選擇基于Cortex-M3內(nèi)核的STM32F103VET6作為主控芯片，設計風速信號采集電路、控制指令輸出電路、帶觸摸屏的TFT-LCD電路等硬件模塊。移植嵌入式實時操作系統(tǒng)uC/OS-I