无人机起落站系统研究与设计
发布时间：2022-12-09 23:41
随着旋翼无人机相关技术的迅猛发展,相关应用研究也得到了较为广泛的推广。但执行任务时需要专业飞手控制并现场更换电池,另外,无人机续航能力存在不足,由此带来的成本高及时效性差的问题限制了其在行业应用领域的深入发展。因此,相关科研机构和科技公司根据行业需求,开始研究可以实现无人机全自主无人化作业的技术,本文研究和设计的无人机起落站系统从无人机作业流程出发,实现了从设计到应用的不断优化。本文将系统分为起落站模块、任务执行模块及监控平台三个部分,对其中关键算法进行仿真与实践,搭建了一套功能完备的起落站任务系统。主要研究内容与所做工作如下:1、根据相关行业应用需求,提出无人机起落站系统的功能要求与设计原则,针对起落站机械结构、控制系统、多电机协同控制策略设计相应方案;针对任务执行过程中的飞控导航、数据采集做出优化设计方案并研究路径优化算法;设计监控平台基本架构与功能模块方案。上述方案为系统的详细设计搭建框架。2、按照起落站的功能需求,完成起落站控制系统设计,利用工控机、运动控制板卡等硬件设备搭建伺服控制系统。采用Labview编程语言,完成了现场上位机的控制程序,满足了起落站模块的控制需要。从起落...
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 无人机产业发展趋势
1.3 论文章节安排
第二章 无人机起落站系统设计方案
2.1 系统功能要求及设计原则
2.1.1 系统功能要求
2.1.2 系统设计原则
2.2 系统设计方案
2.2.1 起落站设计
2.2.2 任务执行模块设计
2.2.3 监控平台设计
2.3 本章小结
第三章 起落站控制系统设计
3.1 控制系统硬件设计
3.1.1 控制系统选型
3.1.2 控制系统工作流程
3.2 控制系统软件设计
3.2.1 程序框图
3.2.2 前面板
3.3 本章小结
第四章 多电机协同控制策略设计
4.1 多电机协同控制发展趋势
4.1.1 控制结构
4.1.2 控制算法
4.2 永磁同步电机模型
4.3 改进偏差耦合多电机协同控制策略
4.3.1 传统偏差耦合控制策略简介
4.3.2 模糊控制算法
4.3.3 转速补偿设计
4.3.4 仿真实验及结果分析
4.3.5 算法实现
4.4 本章小结
第五章 任务执行优化设计
5.1 硬件组成/选型/构成
5.1.1 飞控导航组件
5.1.2 数据采集组件
5.2 无人机路径优化
5.2.1 基于BAS的路径优化发展
5.2.2 BAS与ACO算法流程
5.2.3 基于BAS和ACO相融合的三维路径规划
5.2.4 仿真实验
5.2.5 实际测试
5.3 本章小结
第六章 远程监控平台设计
6.1 监控平台系统构成
6.1.1 Web应用程序架构
6.1.2 Web服务器
6.1.3 实时数据库
6.1.4 JavaScript开发语言
6.1.5 AJAX技术应用
6.2 功能模块设计
6.2.1 任务管理模块
6.2.2 状态监控模块
6.2.3 系统实时数据库
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 工作总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要研究成果
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机航母系统的构建与应用[J]. 马昊鹏,刘由之,李荣军,阎华,杨卫民. 科技创新与应用. 2020(01)
[2]电网调度广域分布式实时数据库系统的存储和访问技术[J]. 魏娜,吴庆曦,靳晶,陈俊安. 江苏科技信息. 2019(35)
[3]千寻位置服务在电力勘测设计中的应用[J]. 许冬,杨洪旭,王会义. 电力勘测设计. 2019(11)
[4]基于模糊控制的双闭环直流电机调速系统[J]. 李海侠,林继灿,唐海洋. 电气传动. 2019(11)
[5]基于改进A*算法与天牛须搜索算法的农业机器人路径规划方法[J]. 赵辉,郝梦雅,王红君,岳有军. 科学技术与工程. 2019(31)
[6]多电机同步控制技术发展简介[J]. 王毅波,曹宽. 微特电机. 2019(08)
[7]基于Modbus/RTU通信协议的工业控制系统[J]. 谢景一. 信息技术. 2019(04)
[8]基于视觉自动换电池无人机自主着陆方法研究[J]. 韩航迪,平雪良,王荣,曹昱栋,詹茂鑫,郭昕雨. 机械制造与自动化. 2019(01)
[9]改进型偏差耦合多电机转速同步控制[J]. 耿强,王少炜,周湛清,史婷娜,夏长亮. 电工技术学报. 2019(03)
[10]Apache服务器与动态网页技术的整合与研究[J]. 徐红梅. 无线互联科技. 2018(21)
硕士论文
[1]黄河无人机远程临场工程监管系统的设计与开发[D]. 王栋.山东大学 2016
[2]实时数据库在建筑能耗监测系统中的应用研究[D]. 张伟.华中科技大学 2016
[3]多电机系统协同控制研究[D]. 高德超.济南大学 2015
[4]多电机同步控制策略研究[D]. 姚武军.湘潭大学 2013
[5]基于LabVIEW的多轴运动控制系统的研究[D]. 史媛.西安工业大学 2012
本文编号：3715605
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 无人机产业发展趋势
1.3 论文章节安排
第二章 无人机起落站系统设计方案
2.1 系统功能要求及设计原则
2.1.1 系统功能要求
2.1.2 系统设计原则
2.2 系统设计方案
2.2.1 起落站设计
2.2.2 任务执行模块设计
2.2.3 监控平台设计
2.3 本章小结
第三章 起落站控制系统设计
3.1 控制系统硬件设计
3.1.1 控制系统选型
3.1.2 控制系统工作流程
3.2 控制系统软件设计
3.2.1 程序框图
3.2.2 前面板
3.3 本章小结
第四章 多电机协同控制策略设计
4.1 多电机协同控制发展趋势
4.1.1 控制结构
4.1.2 控制算法
4.2 永磁同步电机模型
4.3 改进偏差耦合多电机协同控制策略
4.3.1 传统偏差耦合控制策略简介
4.3.2 模糊控制算法
4.3.3 转速补偿设计
4.3.4 仿真实验及结果分析
4.3.5 算法实现
4.4 本章小结
第五章 任务执行优化设计
5.1 硬件组成/选型/构成
5.1.1 飞控导航组件
5.1.2 数据采集组件
5.2 无人机路径优化
5.2.1 基于BAS的路径优化发展
5.2.2 BAS与ACO算法流程
5.2.3 基于BAS和ACO相融合的三维路径规划
5.2.4 仿真实验
5.2.5 实际测试
5.3 本章小结
第六章 远程监控平台设计
6.1 监控平台系统构成
6.1.1 Web应用程序架构
6.1.2 Web服务器
6.1.3 实时数据库
6.1.4 JavaScript开发语言
6.1.5 AJAX技术应用
6.2 功能模块设计
6.2.1 任务管理模块
6.2.2 状态监控模块
6.2.3 系统实时数据库
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 工作总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要研究成果
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机航母系统的构建与应用[J]. 马昊鹏,刘由之,李荣军,阎华,杨卫民. 科技创新与应用. 2020(01)
[2]电网调度广域分布式实时数据库系统的存储和访问技术[J]. 魏娜,吴庆曦,靳晶,陈俊安. 江苏科技信息. 2019(35)
[3]千寻位置服务在电力勘测设计中的应用[J]. 许冬,杨洪旭,王会义. 电力勘测设计. 2019(11)
[4]基于模糊控制的双闭环直流电机调速系统[J]. 李海侠,林继灿,唐海洋. 电气传动. 2019(11)
[5]基于改进A*算法与天牛须搜索算法的农业机器人路径规划方法[J]. 赵辉,郝梦雅,王红君,岳有军. 科学技术与工程. 2019(31)
[6]多电机同步控制技术发展简介[J]. 王毅波,曹宽. 微特电机. 2019(08)
[7]基于Modbus/RTU通信协议的工业控制系统[J]. 谢景一. 信息技术. 2019(04)
[8]基于视觉自动换电池无人机自主着陆方法研究[J]. 韩航迪,平雪良,王荣,曹昱栋,詹茂鑫,郭昕雨. 机械制造与自动化. 2019(01)
[9]改进型偏差耦合多电机转速同步控制[J]. 耿强,王少炜,周湛清,史婷娜,夏长亮. 电工技术学报. 2019(03)
[10]Apache服务器与动态网页技术的整合与研究[J]. 徐红梅. 无线互联科技. 2018(21)
硕士论文
[1]黄河无人机远程临场工程监管系统的设计与开发[D]. 王栋.山东大学 2016
[2]实时数据库在建筑能耗监测系统中的应用研究[D]. 张伟.华中科技大学 2016
[3]多电机系统协同控制研究[D]. 高德超.济南大学 2015
[4]多电机同步控制策略研究[D]. 姚武军.湘潭大学 2013
[5]基于LabVIEW的多轴运动控制系统的研究[D]. 史媛.西安工业大学 2012
本文编号：3715605
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