无人机动态飞行参数处理及应用策略

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离散控制技术在无人机飞行控制中的应用

离散控制技术在无人机飞行控制中的应用

离散控制技术在无人机飞行控制中的应用无人机的快速发展和广泛应用,使得无人机飞行控制技术日益重要。

离散控制技术作为飞行控制的主要手段之一,在无人机飞行中发挥了关键的作用。

本文将探讨离散控制技术在无人机飞行控制中的应用。

一、离散控制技术简介离散控制技术是一种将连续时间系统离散化处理以进行控制的技术。

该技术采用了离散信号和离散操作的方法,通过对系统进行采样和量化来实现控制目标。

离散控制技术具有响应速度快、性能稳定、可靠性高等优势,适用于各种复杂控制系统。

二、无人机飞行控制中的离散控制技术1. 姿态控制无人机的姿态控制是根据飞行动态参数对其进行控制,以保持特定的姿态稳定。

离散控制技术通过采样系统状态和对状态量进行离散化操作,实现对无人机姿态控制的精确调节。

例如,采用PID控制算法对无人机姿态进行控制,通过离散化的方式对反馈信号进行处理,使得无人机能够在空中保持平稳的姿态。

2. 航迹跟踪航迹跟踪是指通过调整飞行控制系统中的目标点来实现无人机沿着特定航迹飞行的任务。

离散控制技术通过对目标点进行采样和计算,将航迹跟踪问题转化为离散空间的控制问题。

在实际飞行中,无人机可以通过调整目标点的位置和航向角来实现航迹跟踪,并且可以通过离散控制技术对目标点进行动态调整,使得无人机能够按照复杂航迹飞行。

3. 指令响应无人机的飞行控制系统需要对传入的指令进行实时响应,并保持良好的稳定性和灵敏度。

离散控制技术通过对指令信号进行采样和离散化处理,实时判断并调整系统状态,使得无人机能够精确响应指令信号。

在实际应用中,离散控制技术可以根据不同的指令类型,对指令信号进行不同的离散化处理,以实现无人机的精确控制。

4. 防碰撞无人机在飞行过程中需要避免与其他无人机或障碍物发生碰撞,以确保飞行安全。

离散控制技术可以通过对飞行环境进行采样和分析,实时检测可能的碰撞风险,并调整无人机的飞行轨迹,以确保安全的飞行。

例如,在离散控制技术的指导下,无人机可以通过自主避障算法实现对障碍物的实时探测和规避,从而保证飞行的稳定性和安全性。

无人机航测数据处理的方法和技巧

无人机航测数据处理的方法和技巧

无人机航测数据处理的方法和技巧无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)的快速发展为各行业带来了很多新的应用领域,其中之一就是航测(Aerial Surveying)。

无人机航测通过搭载相机或其他传感器,可以获取高分辨率、大范围的地面数据。

然而,无人机航测数据的处理却是一个相对复杂的任务。

本文将介绍一些无人机航测数据处理的方法和技巧,帮助读者更好地利用这些宝贵的数据。

首先,无人机航测数据的处理需要从数据采集开始。

在选择航线和飞行参数时,要根据实际需求确定相机拍摄角度、航高、航速等参数。

航线的规划应该覆盖整个目标区域,并保持相邻航线的重叠率,以确保数据的完整性和准确性。

同时要注意飞行时的天气条件,避免风力过大或降雨等恶劣天气对数据采集的干扰。

数据采集完成后,下一步是对数据进行预处理。

这包括对图像进行校正、配准和去噪等处理。

校正主要是根据相机的内部参数和外部定向元素,对图像进行几何校正,消除图像中的畸变。

配准是将不同摄像头或不同时间采集的图像进行精确的对齐,以获取一致的地理坐标系。

去噪则是通过滤波和图像增强技术,降低图像中的噪声,提高图像质量。

接下来是特征提取和数据分析阶段。

在这个阶段,可以利用计算机视觉和图像处理技术,提取出图像中感兴趣的特征和目标物体。

例如,在土地利用和地形测量中,可以提取土地覆盖类型(如道路、建筑物、农田等)的信息;在植被监测和森林资源管理中,可以提取植被指数(如NDVI)等植被信息。

同时,还可以进行数据分析和模型构建,以了解目标区域的变化趋势和规律,为后续决策提供支持。

最后是数据可视化和结果输出。

利用地理信息系统(Geographic Information System, GIS)和三维可视化技术,可以将处理后的数据以图像、图表或模型等形式呈现出来。

这样不仅便于数据的可视化分析,还可以与其他地理数据进行叠加和比较,得出更全面的结论。

同时,结果的输出也要考虑到不同用户的需求,可以生成各种格式的报告、图像或数据集,以满足不同应用场景的需求。

无人机的飞行控制原理及自动化策略

无人机的飞行控制原理及自动化策略

无人机的飞行控制原理及自动化策略无人机(Unmanned Aerial Vehicle,简称UAV)是一种可以在没有驾驶员操作的情况下进行飞行任务的飞行器。

它的飞行控制原理和自动化策略是保证无人机稳定、安全飞行的重要组成部分。

本文将介绍无人机的飞行控制原理和自动化策略,并探讨其应用前景。

一、飞行控制原理无人机的飞行控制原理主要包括飞行动力学、姿态稳定和航迹规划三个方面。

1. 飞行动力学飞行动力学是无人机飞行控制的基础。

它涉及到无人机的运动学和动力学模型,通过分析和建模无人机的力学特性,可以确定飞行器的姿态、速度和加速度等基本参数。

2. 姿态稳定姿态稳定是无人机飞行控制的核心。

通过传感器获取无人机的姿态信息,如俯仰角、横滚角和偏航角等,然后利用控制算法进行姿态调整和稳定。

这可以通过PID控制器或模型预测控制等方法实现。

3. 航迹规划航迹规划是无人机飞行控制的关键。

它涉及到无人机的路径规划和冲突检测等问题。

通过优化算法和遗传算法等方法,可以确定无人机的最佳航迹,并避免与其他无人机或障碍物产生冲突。

二、自动化策略无人机的自动化策略是实现无人机自主飞行和任务执行的关键。

根据任务需求和应用场景的不同,可以采用不同的自动化策略。

1. 航线巡航航线巡航是无人机最常见的自动化策略之一。

通过设置目标航点和航线,无人机可以按照预定的路径巡航,执行任务。

这种策略适用于无人机进行航拍、搜救和环境监测等任务。

2. 精确着陆精确着陆是无人机自动化策略的重要应用之一。

通过使用GPS、视觉传感器和激光雷达等技术,无人机可以准确识别着陆区域,并实现精确着陆。

这在军事、物流和农业等领域有着广泛的应用前景。

3. 集群协同集群协同是无人机自动化策略的新兴领域。

通过无线通信和协同控制算法,可以实现多个无人机之间的合作和协同工作。

这可以应用于无人机编队飞行、紧急救援和智能交通等领域。

三、应用前景无人机的飞行控制原理和自动化策略为其在各个领域的应用提供了坚实的基础。

无人机应用中的飞行控制技术研究

无人机应用中的飞行控制技术研究

无人机应用中的飞行控制技术研究近年来,随着无人机技术的不断发展与普及,无人机已经成为了一种重要的应用技术。

可以说,无人机的出现为各个领域带来了很多方便。

在无人机的应用中,飞行控制技术起着至关重要的作用。

本文将从无人机飞行控制技术的研究现状、发展动态以及未来发展趋势等方面进行探讨。

一、无人机飞行控制技术的研究现状无人机的飞行控制技术是指通过各种技术手段对无人机的飞行方向、飞行速度、飞行高度等进行控制,以使其能够在空中稳定飞行,并能够准确地完成各项任务。

无人机的飞行控制技术是无人机技术中最为关键的一项技术。

在目前的研究中,主要有以下几种控制方法:1.经典PID控制经典PID控制是目前应用最广泛的一种飞行控制方法。

它通过对无人机的姿态角与角速度进行测量并与期望值进行比较,来得出控制信号,从而达到控制无人机的目的。

该方法操作简单、易于实现,但其精度较低,特别是在强干扰的情况下,容易失控。

2.自适应控制自适应控制的核心思想是通过抑制干扰和改善系统鲁棒性来提高飞行控制的精度。

该方法具有鲁棒性好、抗干扰能力强的优点。

但是,由于参数估计误差等因素会影响控制效果,因此该方法并非完美无缺。

3.神经网络控制神经网络控制是一种新研发的控制方法。

它利用人工神经网络对无人机进行建模,并通过网络学习的方式自适应地优化无人机的控制效果。

该方法具有很好的性能和鲁棒性,但实际操作难度较大。

二、无人机飞行控制技术的发展动态无人机飞行控制技术的研究已经取得了长足的进步。

随着无人机使用范围的不断扩大,飞行控制技术也在不断地发展和完善。

目前,无人机飞行控制技术的发展动态主要体现在以下几个方面:1.多模式控制多模式控制是指将多种飞行控制方法综合起来,以实现更为细致的飞行控制。

该方法通过多种控制算法的结合,能够提高系统的性能和鲁棒性。

可以说,多模式控制是无人机飞行控制技术的一个重要发展方向。

2.自主导航自主导航是指利用各种传感器和智能算法,实现无人机自主飞行和导航。

无人机飞行控制算法及其应用

无人机飞行控制算法及其应用

无人机飞行控制算法及其应用随着科技的不断发展,无人机已经逐渐成为了许多领域的重要工具,例如农业、物流、航拍等等。

然而,无人机的飞行控制算法,是无人机的关键技术之一。

在无人机飞行控制系统中,飞行控制算法是指通过电脑软件对飞行姿态、姿态速率以及位置进行实时控制的一种算法。

本文将介绍无人机飞行控制算法的基本原理以及应用。

一、基本原理无人机飞行控制算法的基本原理是根据无人机所处的环境、传感器获取的数据和控制指令来确定飞行器的应对方式,从而对其飞行状态进行控制。

根据无人机控制模式的不同,无人机的飞行控制算法可分为姿态控制和定位控制。

姿态控制指的是控制无人机的飞行姿态,其实现的关键是对无人机的陀螺仪和加速计数据进行处理和控制。

定位控制则是通过对传感器获取的位置、速度等信息的处理和数据融合来实现对无人机的控制。

具体而言,姿态控制算法可以分为PID控制、模型参考自适应控制、滤波控制等。

其中,PID控制算法比较简单易懂,基于偏差和比例、积分、微分系数,可通过设置不同的调节系数以产生不同的控制效果。

模型参考自适应控制则可以更准确地模拟无人机的动力学特征,同时也可以通过不断的学习和优化,使控制效果更稳定。

滤波控制则采用数字信号处理技术,通过使用卡尔曼滤波器对无人机传感器采集到的数据进行处理,以消除噪声干扰和提高控制效果。

二、应用无人机飞行控制算法的应用非常广泛,可以用于农业、物流、海洋、消防、航拍、公共安全、航空等不同领域。

这里我们将以无人机航拍为例,来介绍无人机飞行控制算法的应用。

无人机航拍需要对无人机进行一系列控制,以保证其可以在空中稳定飞行,并且足够灵活地应对不同的环境。

在实现航拍控制时,我们需要考虑到无人机的重量、载荷、空气状态以及不同的传感器。

此时,姿态控制算法就变得尤为重要。

首先我们需要使用降低控制法来对姿态角进行控制,同时也要根据无人机的速度和角速度等信息来不断调整控制策略,以保证无人机能够顺利地完成航拍任务。

无人机数据分析与飞行安全管理

无人机数据分析与飞行安全管理

无人机数据分析与飞行安全管理随着无人机技术的飞速发展,无人机在各个领域的应用日益广泛。

然而,无人机的飞行安全管理问题也随之而来。

为了确保无人机的飞行安全,无人机数据分析成为了一种重要的手段。

无人机数据分析是指通过对无人机飞行过程中产生的数据进行收集、分析和处理,从中获得有用的信息和结论的过程。

无人机数据可以包括飞行高度、飞行速度、航线轨迹、飞行姿态等参数信息,以及摄像头拍摄的图像和视频数据等。

通过对这些数据的分析,可以实现对无人机飞行安全的有效管理。

无人机数据分析可以帮助监测和预测无人机的飞行状态及风险。

通过对大量无人机飞行数据的分析,可以得到无人机在不同环境条件下的飞行性能指标。

例如,可以通过分析无人机在不同高度下的飞行速度和稳定性数据,评估无人机的飞行能力和适应性。

同时,结合气象数据和地理信息系统,可以预测无人机飞行中可能遇到的风险和风险区域,进而制定相应的飞行计划和安全措施。

无人机数据分析可以提供飞行监管和安全评估的依据。

通过对无人机飞行数据的分析,可以监测无人机的飞行行为和违规情况。

例如,可以通过对飞行高度和航线数据的分析,确定无人机是否违反了相关的空域规定。

还可以对无人机的飞行记录进行统计和分析,评估无人机的整体飞行安全状况,并提供相应的改进建议和措施。

无人机数据分析还可以支持飞行故障分析和事故调查。

通过对无人机飞行数据的分析,可以快速定位和判断飞行故障的原因和影响,帮助飞行人员进行故障排除和修复。

同时,在无人机事故发生后,通过对无人机飞行数据的深入分析,可以还原事故发生前的飞行轨迹和动作,帮助调查人员查明事故的原因和责任,避免类似事故再次发生。

然而,无人机数据分析也面临着一些挑战。

无人机数据的规模庞大,对存储和处理能力提出了较高的要求。

无人机数据的质量和准确性对数据分析的结果产生了重要影响。

因此,在数据采集和存储的过程中,需要建立完善的质控体系,确保无人机数据的可靠性和可用性。

同时,数据分析的算法和模型也需要不断优化和改进,提高数据分析的效率和准确性。

无人机调参及应用

无人机调参及应用

无人机调参及应用无人机是一种能够在空中飞行,无需人工操控,自动执行任务的飞行器。

它已经在许多领域得到广泛应用,如农业、环境监测、物流配送和灾害救援等。

在无人机的开发和应用过程中,调参是非常重要的一步,它能够对无人机的性能进行优化,提高其工作效率和飞行稳定性。

调参是指通过改变和优化无人机的控制参数,使其能更好地适应特定环境和任务需求。

在无人机的控制系统中,常用的调参方法有:PID控制器的参数调整、自适应控制器的参数确定、智能算法的优化等。

这些方法都可以根据具体任务需求和无人机的应用环境来进行调整和优化。

首先,PID控制器的参数调整是无人机调参中常用的方法之一。

PID控制器由比例部分、积分部分和微分部分组成,通过调节这三个部分的权重来实现对无人机的控制。

调参时,需要根据无人机的动力学模型和实际需求来确定合适的PID 参数。

一般来说,比例参数的增大可以提高系统的响应速度,但可能会引起振荡;积分参数的增大可以减小系统的误差,但可能会引起系统的超调;微分参数的增大可以改善系统的稳定性,但可能会增加系统的噪声。

因此,调参时需要综合考虑各个参数对系统性能的影响,并根据具体应用场景进行优化。

其次,自适应控制器的参数确定也是无人机调参中的重要方法之一。

自适应控制器通过实时监测系统的状态和输入信号来自适应地调整控制参数,以提高系统的性能和鲁棒性。

在无人机的应用中,自适应控制器可以根据飞行环境和飞行状态来调整控制参数,以适应不同的风速、风向和飞行姿态等变化。

自适应控制器可以根据系统的动态特性和飞行状态来决定最优的参数值,并且可以根据实时的反馈信号进行在线调整,以实现更好的控制性能。

另外,智能算法的优化也是无人机调参的重要方法之一。

智能算法可以通过优化算法和搜索策略来确定最优的参数组合,以提高系统的性能和稳定性。

常用的智能算法包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等。

这些算法能够在大量参数组合中搜索出最优的参数值,以满足无人机的性能要求和任务需求。

固定翼无人机飞控系统设计与控制策略优化

固定翼无人机飞控系统设计与控制策略优化

固定翼无人机飞控系统设计与控制策略优化随着无人机技术的不断发展,固定翼无人机在农业、航空摄影、快递运输等领域的应用越来越广泛。

而作为无人机的“大脑”,飞控系统的设计和控制策略的优化对于固定翼无人机的飞行稳定性和飞行性能至关重要。

本文将对固定翼无人机飞控系统设计和控制策略优化进行探讨,并提出一些改进的方案。

飞控系统是固定翼无人机的核心组成部分,它负责控制无人机的飞行姿态和飞行路径。

通常,飞控系统包括传感器、数据处理单元和执行器三个主要部分。

在固定翼无人机中,传感器主要用于获取飞行过程中需要的参数,如飞行姿态、飞行速度等。

常见的传感器包括陀螺仪、加速度计、气压计等。

传感器可以通过接口与数据处理单元进行通信,将获取到的各项参数传递给数据处理单元。

数据处理单元是飞控系统的核心部分,它负责对传感器采集到的数据进行处理和分析,从而控制飞机的飞行姿态和飞行路径。

数据处理单元通常由微处理器或微控制器组成,通过算法和控制逻辑来实现飞行控制。

执行器是飞控系统中的输出部分,它负责按照数据处理单元的指令执行相应的动作,如调节舵面、改变电机转速等。

执行器的性能直接影响到无人机的飞行能力和稳定性。

在进行固定翼无人机飞控系统设计时,需要考虑以下几个关键因素:首先是传感器的选择和布局。

不同的传感器在测量精度、响应速度和重量等方面存在差异,因此需要根据实际需求选择适合的传感器,并合理布局,以确保获取到准确可靠的参数。

其次是数据处理算法的设计与实现。

飞控系统需要根据传感器采集的数据进行姿态控制和轨迹规划等计算,因此需要设计高效稳定的数据处理算法。

常用的算法包括PID控制、Kalman滤波、模糊控制等,可以根据具体情况选择合适的算法。

另外,飞行控制策略的优化也是固定翼无人机飞控系统设计中的重要环节。

传统的控制策略通常是基于经验和手动调整的,但这种方法在复杂环境下往往效果不理想。

因此,研究人员提出了一些自适应控制和强化学习等方法,通过机器学习的手段来优化飞行控制策略,提高无人机的飞行性能和安全性。

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无人机动态飞行参数处理及应用策略时间:2011-04-30 21:23:41 来源:论文发表作者:秩名论文导读:本文根据无人机系统在设计阶段的可靠性测试要求。

研究其飞行参数处理方法。

文章首先分析了在无人机系统实时飞行仿真和综合测试平台中进行飞行参数动态数据采集。

我们将飞行参数判读分成三个过程:预处理、基于专家规则的飞行参数自动判读和详细分析。

其中研究用于知识发现实现对飞行参数自动判读的专家规则是研究的重点。

关键词:飞行参数,专家规则,知识发现,可靠性,无人机1 引言在无人机可靠性测试过程中,故障注入技术已经得到了实际的应用,但是故障注入只能用作加速系统故障的一种手段,在评价系统行为方面却显得无能为力[1]。

飞行参数是飞机在飞行过程中形成的各种机载设备的状态参数信息[2]。

在无人机系统实时飞行仿真和综合测试平台中进行飞行参数处理,对无人机的遥控动作识别、机载设备技术状况和性能趋势分析具有重要的作用。

因此,将飞行参数处理技术与故障注入技术相集成可以合成测试无人机系统可靠性的完整技术。

本文根据无人机系统在设计阶段的可靠性测试要求,研究其飞行参数处理方法。

文章首先分析了在无人机系统实时飞行仿真和综合测试平台中进行飞行参数动态数据采集,形成飞行参数时序数据流的过程;其次研究了飞行参数处理方法;最后针对某型无人机的特点给出了一个具体的应用实例,并分析了飞行参数动态处理过程。

2 飞行参数动态数据采集及其特点无人机系统实时飞行仿真和综合测试平台是一个半物理仿真平台,它利用计算机技术模拟无人机的真实飞行环境。

该平台主要由任务管理、导航与飞行控制计算机(以下简称:飞行控制计算机)及一些机载设备组成,如图1所示。

从图1可以看出,在无人机系统中主要是飞行控制计算机与各种机载设备之间进行数据交换,因此我们可以在机载设备与飞行控制计算机的通信链路中进行飞行参数采集。

机载设备与飞行控制计算机之间的数据通信是高度实时的,可以认为它们通信的数据都是连续的。

对这些连续的飞行参数进行实时辨识并不能达到判读飞行参数的目的,因为无人机是一个非线性、时变的多通道深度铰链的系统,单纯的某个飞行参数的时间曲线并不具备太多的实际意义。

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飞行参数时间序列相关性分析可以进行基于归纳的系统行为有效预测。

在无人机模拟飞行中,按照合适的采样频率对飞行参数进行按帧采集形成飞行参数时序数据流是无人机飞行参数动态处理的必要前提。

在无人机动态测试平台中,采集到的单帧飞行参数包括位置参数、运动参数、遥控遥测参数、主系统状态参数和报警参数。

采集的飞行参数具有状态点的时序不可重复性,即采集的飞行参数与采样时刻的无人机状态一一对应,采集到的飞行参数一旦丢失就不可能完全复现。

单帧飞行参数对判读无人机的行为并不具有实际的物理意义,具体的做法是分析飞行参数时序曲线的变化趋势,并根据无人机飞行动力学、运动学特征分析飞行参数时序曲线之间的相互依赖,如无人机遥控时参数间的同步速率、滞后时间和门限差值,可用于判断操纵灵敏度和稳定性。

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研究参数分布规律可对系统机载设备的技术状态、预警和无人机操纵手的技术水平进行判断。

3 飞行参数处理方法根据飞行参数数据特点,我们将飞行参数判读分成三个过程:预处理、基于专家规则的飞行参数自动判读和详细分析。

其中研究用于知识发现实现对飞行参数自动判读的专家规则是研究的重点,也是研究的难点。

3.1 飞行参数数据预处理飞行参数数据采集设备故障以及数据传输的错误都会造成数据的不完整性、含噪声和不一致性。

数据预处理采用滤波、平滑等数据处理方法能够提高数据质量和排除数据中的干扰。

数据预处理的步骤是数据清理和数据变换。

3.1.1 飞行参数数据清理飞行数据中经常会出现一些变化异常的数据,其主要特征为:单位时间内的信号变化量超出了该信号变化的正常范围、信号的幅值超出规定值、信号的变化规律不符合无人机及其系统的实际工作情况、飞行参数时序数据流中某个单帧数据的所有参数值在同一时刻出现突变。

这些数据点往往属于虚假信号,通常称其为“野值”。

在分析数据的过程中需要确认出现的数据异常点是否为“野值”,若是,则剔除,并根据无人机飞行手册的性能参数范围和飞行日报表进行平滑处理;若不能确定,则需保留并作进一步分析。

对“野值”的判断出现错误会直接影响数据分析结果。

3.1.2 飞行参数数据变换飞行数据中还经常会出现时间参数变化异常的数据,这时就需要对其进行软件或人工校正。

对同性质参数采用数据融合的方法进行对比分析,用正确的数据来修改错误的数据。

如为了提高系统的可靠性,无人机航向姿态系统和捷联惯性导航系统都提供飞机的航向姿态信息,此时可以利用一个系统的正确值来修正另一个系统的奇异值。

对单个飞行参数的时序曲线中出现连续多个奇异点的情况采用基于序列变化模式的光滑曲线子段表示方法,从序列中选择奇异点邻近的极值点,用这些极值点生成光滑曲线子段来表示原始序列。

3.2 基于专家规则的飞行参数自动判读从飞行参数时序数据流获取信息,并将它们组织集成,其目的在于对所获取信息进行分析和综合[3]。

知识发现是人工智能的关键技术,运用该技术可以从大量特殊性和个别性的飞行参数数据中抽象出具有一般规律性的知识,提取人们感兴趣的数据模式、数据间的普遍关系及其一些潜在的、事先未知的数据特征,将大量的原始数据转换为有价值的知识,用于描述无人机过去的状态和预测未来的趋势。

知识发现的关键技术是实现单个飞行参数时序曲线的模式识别和多个飞行参数时序曲线的关系识别。

基于专家规则的飞行参数处理方法是目前国内外用于飞行参数处理的主要方法,该方法以数值分析为工具,在专家知识的指导下寻找飞行参数数据的内在规律,形成专家系统的推理规则,并据此进行飞行参数的判读。

利用专家规则进行知识发现可以有效地实现单个飞行参数时序曲线的模式识别和多个飞行参数时序曲线的关系识别,实现飞行参数的自动判读。

某型无人机的飞行参数专家规则描述如下:if(Fi判据&& Fi+1判据﹍&& Fi+n判据)then 事件,其中“Fi+n判据”表示对飞行参数Fi+n的时序曲线的模式识别,多个判据相与表示多个飞行参数时序曲线的关系识别。

例如:当、、、、且持续时间大于5s,则无人机进入平飞状态。

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3.3 飞行参数详细分析无人机的飞行过程是复杂性的,专家规则并不能完整地描述无人机的行为。

在飞行参数处理过程中用人工的方法对飞行参数进行演绎、归纳和类比是非常必要的。

3.3.1 按飞行阶段分析对照飞行科目或飞行指南等规定确定的各个飞行阶段:车载滑跑、弹射起飞、巡航和下滑着陆等,将每个飞行阶段的特征参数(速度、高度、滚转角、俯仰角、航向角、发动机状态)与正常飞行状态进行比较,确定飞机在各飞行阶段中的状态和航迹是否正常,找出出现问题或偏差的时刻,并分析出其可能原因。

3.3.2 参数分组分析根据不同分析对象,把飞行参数按所属系统进行分组并分析。

例如在分析无人机发动机的技术状态时可选择下面的飞行参数作相关性分析:油门位置、排气温度、滑油压力、涡轮转速和振动水平。

4 应用实例与飞行参数动态处理过程应用上面的方法,采用面向对象的程序设计方法设计了一个实际的飞行参数动态处理系统UAVFDD_01,如图2所示。

采用软件工程中模块化原则对该系统进行分析与设计。

整个系统分为如下功能模块:数据采集模块、数据处理模块、数据记录模块、处理结果输出模块、飞机设计建议模块和判据编辑模块。

在机载设备与飞行控制计算机的通信节点上,数据采集模块针对不同的飞行参数按照合适的采样频率进行按帧数据采集。

采集到的飞行参数在数据处理模块中进行预处理、自动判读,其处理结果通过处理结果输出模块输出。

飞机设计建议模块根据飞行参数处理的结果给出飞机设计建议。

为了重放飞行参数处理过程,在以上动态过程中数据记录模块对采集到的飞行参数按帧记录,对数据处理结果也按照专门的格式保存。

UAVFDD_01是一个开放的系统,用户可以根据需要自己编辑飞行参数专家判据,提高UAVFDD_01的飞行参数自动判读能力。

从飞行参数数据采集到飞行参数自动判读的过程是一个与无人机模拟飞行同步的过程,由于在这个过程中不能完全判读无人机的行为,所以在模拟飞行结束后应当根据数据记录模块记录的数据进行详细分析。

5 试验过程与结果分析在无人机仿真平台中进行综合测试时,首先要利用故障注入技术模拟无人机机载设备的故障,然后再利用飞行参数处理技术判读无人机的行为,只有这样才能在无人机内部产生故障g错误g失效[4]的递进关系,演示机载设备的寿命试验过程。

在无人机相同技术状态下,分别对各子系统注入一定数量的故障,检测无人机飞行参数处理系统对无人机行为的自动判读能力,试验的统计结果如表1所示。

无人机系统综合测试是一个非常复杂的过程,为了从整体上验证无人机系统的可靠性需要做更多的试验。

在分析飞行参数的时候,一定要根据具体的测试性要求对飞行参数处理系统记录下来的飞行参数及其处理结果作进一步的详细分析。

6 结束语飞行参数记载的是无人机的飞行状态信息,在数据处理时有其独到的特点。

本文给出了在无人机飞行控制系统实时飞行仿真和综合测试平台中进行飞行参数处理的方法,研究了飞行参数处理系统结构,并分析了飞行参数动态处理过程。

飞行参数动态处理系统能够实时地监控无人机的行为,将它与故障注入系统相结合可以非常容易地实现对无人机系统可靠性的测评。

所以,随着研究的进一步深入,飞行参数数据处理必将在无人机系统设计过程中发挥更大的作用。

表1 无人机系统综合测试试验统计数据参考文献1J.Arlatetal. Fault injection for dependability validation: a methodology andsome applications. IEEE Trans. Software Eng, 16(2) 1990.2 MikeNebylowitsch. Developing flight data monitoring system. Royal AeronauticalSociety 97—35906, 1997.3 梁建海,孙秀霞,杜军. 基于数据挖掘的飞行参数处理方法研究. 弹箭与制导学报,2005,25(1):76~79。

4 RaphaelR Some, Won S Kim, Garen Khanoyan et al. A Software Implemented Fault InjectionMethodology for Design and Validation of System Fault Tolerance. IEEE Computer society,2001, 0-7695-1101-5.。

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