廣告無人機(jī)控制系統(tǒng)及可收放式起落架的設(shè)計(jì)

廣告無人機(jī)控制系統(tǒng)及可收放式起落架的設(shè)計(jì),廣告,無人機(jī),控制系統(tǒng),可收放式,起落架,設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告 題目：廣告無人機(jī)控制系統(tǒng)及可收放式起落架的設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r 通過導(dǎo)師的細(xì)心指導(dǎo)，現(xiàn)已完成以下內(nèi)容： （1）飛空系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 近年來國際上各種無人機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，國外許多型號(hào)的無人機(jī)已經(jīng)可以參與實(shí)戰(zhàn)。 1.1整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 整體系統(tǒng)可以分為機(jī)載部分和地面部分，機(jī)載部分負(fù)責(zé)維持飛機(jī)的穩(wěn)定飛行并提供圖像信息給地面部分，地面部分根據(jù)飛機(jī)的狀態(tài)以及得到的圖像信息作出下一步飛行的目標(biāo)規(guī)劃并發(fā)送給機(jī)載部分，同時(shí)為了確保安全，防止自主飛行機(jī)構(gòu)失控，添加可由操作手控制的控制器，在緊急情況下切換到操作手遙控方式。 1.2?機(jī)載控制系統(tǒng) 為了完成自主飛行任務(wù)，飛機(jī)需要相關(guān)功能部件完成對飛機(jī)狀態(tài)信息的采集、對執(zhí)行部分的控制以及對地面站命令的響應(yīng)等功能。在無人機(jī)上，替代飛行員或操作手完成飛行任務(wù)的自主機(jī)構(gòu)包括圖像設(shè)備、飛控模塊、高度測量、舵機(jī)控制、數(shù)據(jù)鏈路以及航姿儀等，各個(gè)模塊之間相對獨(dú)立，均可單獨(dú)完成一定的功能，模塊之間的相互連接采用總線實(shí)現(xiàn)，便于安裝和系統(tǒng)集成。 1.2.1飛行控制計(jì)算機(jī) 飛行控制計(jì)算機(jī)是直升機(jī)的中央控制單元，負(fù)責(zé)飛機(jī)上各個(gè)單元的協(xié)調(diào)工作，并與地面站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)根據(jù)控制算法和地面站的命令，保持飛機(jī)以一定的姿態(tài)飛行。 1.2.2導(dǎo)航系統(tǒng) 為了實(shí)現(xiàn)對直升機(jī)姿態(tài)的控制，需要有飛機(jī)各個(gè)方向的速度位置姿態(tài)信息等，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的算法通過對慣性測量單元(IMU)提供的加速度和角速度的積分，得到機(jī)體的位置、速度和姿態(tài)信息(PVA)。 1.2.3超聲波測高模塊 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物反射回來，超聲波接收器收到反射波即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離。 1.2.4 舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 舵機(jī)是無人直升機(jī)上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過操縱舵機(jī)來改變主旋翼的槳葉角度和槳盤角度以及尾槳的槳葉角度，就可以控制作用于飛機(jī)上的力和力矩，從而改變機(jī)體飛行狀態(tài)。 1.3 地面系統(tǒng) 地面系統(tǒng)負(fù)責(zé)與機(jī)載部分通訊，發(fā)送控制指令，接收飛機(jī)狀態(tài)信息并處理飛機(jī)發(fā)回的圖像信息。具體分為視覺處理部分以及地面站部分。 1.3.1 視覺處理 從直升機(jī)上面的攝像頭拍到的圖片中檢測出固定的幾類圖標(biāo)的位置。 1.3.2 地面站 地面控制站程序的作用是觀察飛機(jī)的各項(xiàng)飛行信息，包括GPS信息、飛機(jī)狀態(tài)信息、飛行航跡信息等，并可以發(fā)送命令對其進(jìn)行控制。地面站和視覺程序結(jié)合起來，利用飛機(jī)當(dāng)前的高度、航向以及飛機(jī)所處的位置，可以計(jì)算出圖標(biāo)的實(shí)際經(jīng)緯度信息，這也是比賽的最終要求。 (2) 起落架的設(shè)計(jì) 起落架是航空器下部用于起飛降落或地面（或水面）滑行時(shí)支撐航空器并用于地面（或水面）移動(dòng)的附件裝置。起落架是唯一一種支撐整架飛機(jī)的部件。 2.1 減震器 現(xiàn)代飛機(jī)上應(yīng)用最廣的是油液空氣減震器。當(dāng)減震器受撞擊壓縮時(shí)，空氣的作用相當(dāng)于彈簧，貯存能量。而油液以極高的速度穿過小孔，吸收大量撞擊能量，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽癸w機(jī)撞擊后很快平穩(wěn)下來，不致顛簸不止。 2.2 收放系統(tǒng) 收放系統(tǒng)一般以液壓作為正常收放動(dòng)力源，一般前起落架向前收入前機(jī)身，而某些重型運(yùn)輸機(jī)的前起落架是側(cè)向收起的。主起落架收放形式大致可分為沿翼展方向收放和翼弦方向收放兩種。 (3） 控制系統(tǒng) 3.1 步進(jìn)電機(jī)模塊 對于一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，如果它的轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為，它的齒距角為：=2Π/，而步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行k拍可使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距位置。 3.2 步進(jìn)電機(jī)的頻率特性 對于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，在其繞組中通電的相序不同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和步進(jìn)精度有所不同。步進(jìn)電機(jī)對繞組的通電頻率有一定的要求。如果通電頻率過高，超過步進(jìn)電機(jī)的最大步進(jìn)速度，就會(huì)產(chǎn)生失步。 3.3 交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理 3.4 交流電機(jī)的星—三角形啟動(dòng) 對于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)時(shí)，為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，一般采用Y/△降壓啟動(dòng)方法來達(dá)到限制啟動(dòng)電流的目的。 3.5 元件選擇 有繼電器、接觸器、熔斷器、行程開關(guān)等，要以低價(jià)實(shí)用為目的選取。 (4) 完善了開題報(bào)告，完善了方案設(shè)計(jì)。完成了機(jī)構(gòu)等圖的基本設(shè)計(jì) 2 存在問題及解決措施 (1) 方案的選擇 因?yàn)橄胍獎(jiǎng)?chuàng)新，研究了大量的相關(guān)書籍和背景知識(shí)。有了初步的想法，并把想法付諸于圖紙之上，但是問題也隨之而來。因?yàn)橹皼]有做過相關(guān)的研究和設(shè)計(jì)，所以沒有任何文獻(xiàn)可以參考。解決方法：因?yàn)橛?jì)算了創(chuàng)新方案的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了大量的設(shè)計(jì)性缺陷。數(shù)值的定量，強(qiáng)度的校核很多都不盡人意。因此選擇了相對保守但安全的新型的氣動(dòng)送料機(jī)構(gòu)。 (2) 常見故障及處理措施 常見的故障，根據(jù)上網(wǎng)查閱和老工人的交談中了解到了很多故障及意外情況，針對這些意外故障，做了大量的準(zhǔn)備工作。 (3) 設(shè)計(jì)的可靠性 設(shè)計(jì)主要還是根據(jù)書本知識(shí)來進(jìn)行的，可靠性還是很難得到保障的。解決方案：多去實(shí)驗(yàn)室，親身實(shí)踐，了解有關(guān)的系統(tǒng)知識(shí)。不僅在這方面的知識(shí)有所增長，在相關(guān)領(lǐng)域也能豐富自己的見聞。 3 后期工作安排 （1） 對所確定的實(shí)施方案進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析; （2） 完善液壓、控制系統(tǒng)等設(shè)計(jì)以及相關(guān)計(jì)算; （3） 完善裝置的零件圖與裝配圖; （4） 撰寫畢業(yè)論文; （5） 準(zhǔn)備答辯; 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 - 5 -