高空条件下联通基站无人机巡检系统的研究与设计

发布时间：2020-10-28 06:09

　　 目前,无人机技术已经成为了炙手可热的技术。由于无人机可以深入到很多人力无法到达的空间,又因为其简易的构造、便捷的操作、灵活的起落等特征,使得该项技术在相关行业的热度持续上升,并成为各研究部门争相研究的项目。本文主要研究利用无人机技术,实现对联通基站铁塔天线状态的监测。联通基站通讯线缆,一般在铺设时候采用下埋式与架空式。由于架空式远离地面,则需采用人工巡查的方式,这就给巡查带来很大危险性。所以利用无人机来巡检高架基站天线线路,并及时发回巡检的故障点数据,已经成为了联通公司在行业内最新采用的一种技术形式。本文首先介绍了联通高架线路无人机巡检系统的相关理论技术,依据这些理论技术来支撑整个的联通高架线路无人机巡检系统的设计与实现。此外,给出了飞行控制模型的PID算法的配置参数,以实现非线性系统的飞行姿态控制。本文的重点工作主要体现在以下几方面:首先,针对无人机巡检系统的硬件部分进行了设计,主要设计了主控制模块、无线通讯模块、传感器模块、遥控器模块以及基站故障检测模块。这些硬件部分构成了主体的无人机系统,也实现了无人机系统的主要功能;其次,设计了巡检维护系统软件部分,主要介绍了软件系统部分的实现,重点介绍了软件系统的登录实现,无人机巡检飞行轨迹管理功能,以及维护管理功能的实现;通过软件系统的流程图设计,软件程序开发语言的字符代码的设计,最终实现了整个软件系统的功能界面与功能应用;最后,在系统完成之后,对无人机巡检系统的硬件部分与软件进行测试,以及针对测试结果进行分析,通过分析可以得出整个论文设计的无人机巡检系统是具有很好的实用性与可靠性的结论。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V19;TP311.52
【部分图文】：

第2章 需求设计分析及模糊PID参数配置D技术术理论介绍(Proportional-Integral-Differential)属于使用较多的一类算法，用途中，Proportion、Intergral、Derivative的用途是分别对输入偏差进行微分运算。而上述输入偏差是指传感器获得的被控物体数据信息减息。之前所有时刻都可能会对位置式 PID算法产生影响，如果想要，则需要消耗很长时间来完成计算工作。本系统中的 PID 算法类法。该算法的输出结果是△，是一个变化量，即控制电机 PWM信算法根本上是通过使用比例控制、积分控制以及微分控制等方法馈误差的变换[12]。PID控制算法的基本表达式为公式（2.1）所示结构示意图，如下图2.1所示。

图2.2 PID 算法控制原理示意图据参数经过 PID 控制器调整后找出 P、I、D 与 e、c 间的关系；模糊控制函数为转速偏差及其变化率，经过一系列的规则对 P、I、D 进行优化， 就使得固定状态的 PID 参数控制器具备参量可变、可调的性能，系统的动及自适应性也得到了优化。模糊 PID 的运行原理为：计算初始输入函数与的差值函数，将其变化率通过放大、采样、数模变换推导出一个数值精准再把该函数变量经过模糊处理得到语言参量；人在工程实际中的经验通过表与系统联系起来，当数据输入后系统后台参照规则表按照人类大脑的思行数据推理，对研究对象数据进行调整，通过解模糊单元模块把模糊量转的输出变量，模糊判决的解决方法选择加权平均判决法。人机技术术理论介绍

[14]。本论文设计采用的四轴多旋翼无人机系统实物示意图。下图2.3所示，为无人机实物示意图。图2.3 四轴多旋翼无人机系统实物示意图2.2.2 系统中的应用本论文设计主要采用的无人机系统，用来实现对联通运营商基站铁塔天线故障的监控与故障信息的采集，通过无人机载高速摄像机来采集基站铁塔天线上故障点，并通过无线网络回传到系统控制中心，维护人员通过维护软件系统，来研判故障点的类型与原因，并及时派出工单，进行故障的处理。
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本文编号：2859700