农用植保无人直升机飞行操控技术研究
发布时间：2021-01-07 00:32
农用植保无人直升机以其高效、安全、便捷以及低成本的作业特点在现代化农业生产中拥有着广阔的应用和市场推广空间。本文以40Kg级微小型无人直升机为研究对象,旨在研制适合农用植保无人直升机农药喷洒作业的飞行控制系统,从软硬件架构、飞行控制律、操控安全以及软件实现等角度对基于操纵杆的飞行控制的相关技术展开研究。根据课题研究的目的和技术需求,论文首先简述了农用植保无人直升机的飞行控制系统硬件基础,制定了飞控系统软件架构的优化方案和研究方法;其次详细地介绍了以实时操作系统、底层驱动和数据通信为主要内容的系统优化;然后重点对基于操纵杆的飞行控制技术展开了研究,改进了操纵杆的前置信号处理方法和功能定义,完成了农用植保无人直升机多通道内/外回路控制律的设计,提出了基于操纵杆的四种操控模式:增稳操控模式、速度操控模式、距离自动模式和航线自主模式,并进行了相关软件设计与模块实现。此外,针对农用植保应用领域的特殊需求,解决了以高精度高度控制为核心的安全控制问题以及不规则农田的航线规划问题,实现了农药喷洒与飞行速度的自动匹配以及距离自动飞行和航线自主飞行的功能。最后,论文介绍了针对农用植保无人直升机而改进的三种...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
YAMAHAR-MAX无人直升机
南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文洒无人直升机，注册操纵人员 14967 人，喷洒总面积 100 万公顷(其中水稻占 80%)，日本的水稻种植面积约 158 万公顷（日本农林水产省 12 年统计数据）。其中日本雅马哈的 R-MAX系列占据日本农药喷洒无人直升机市场份额的 90%以上。图 1.2 为 YAMAHAR-MAX 农用无人直升机，该系列无人直升机机身重量为 64 公斤，有效载荷最多可达30公斤，通过使用高精度的GPS实现对速度、高度和位置的精确控制。R-MAX的设计目标为“安心和安全”，达到降低操作人员的疲劳操作和提高操作简易性的目的。在操纵方法上采用了的遥控器推杆控制飞机速度，在遥控器推杆回中位时，对飞机进行减速和悬停等功能。
操纵方法上采用了的遥控器推杆控制飞机速度，在遥控器推杆回中位时，对飞机进行减速和悬停等功能。图 1.2 YAMAHAR-MAX 无人直升机 图 1.3 GT-MAX 无人直升机图 1.3 为美国佐治亚理工大学所研制的 GT-MAX 无人直升机，在 YAMAHA 公司 R-MAX系列无人直升机的基础上配置多款传感器改装研制而成，该飞行控制系统配备附加配备了摄像头和雷达等传感器。该无人直升机具有自动规避功能，能够根据摄像头所获取信息自动选择飞行航线，并在执行任务过程中实时自检测，提高系统的可靠性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国植保无人机市场现状和前景分析[J]. 杨益军. 农药市场信息. 2015(13)
[2]我国农用植保无人机的应用与推广探讨[J]. 蒙艳华,周国强,吴春波,王志国,徐雪松. 中国植保导刊. 2014(S1)
[3]小型无人直升机高度测量模块设计[J]. 赵松涛,裴海龙. 自动化与仪表. 2014(09)
[4]中国农业航空植保产业技术创新发展战略[J]. 周志艳,臧英,罗锡文,Lan Yubin,薛新宇. 农业工程学报. 2013(24)
[5]我国农用无人直升机发展探讨[J]. 李纪周. 农机科技推广. 2013(10)
[6]凹凸多边形快速识别和智能剖分技术研究[J]. 陈泽赳,康恒. 结构工程师. 2012(06)
[7]μC/OS-Ⅱ的优化移植和设备驱动框架设计[J]. 徐海龙,邱建,王晓娜,叶树亮. 计算机测量与控制. 2012(09)
[8]靶场外弹道数据处理中的实时野值剔除算法[J]. 徐利娜,陈俊彪,穆高超. 应用光学. 2012(01)
[9]μC/OS-II下通用驱动框架的设计与实现[J]. 吴绍根. 微计算机信息. 2006(35)
[10]前处理有向凸多边形智能识别技术研究[J]. 汤荣伟,沈祖炎,赵宪忠,苏慈. 结构工程师. 2004(06)
博士论文
[1]无人直升机建模与控制技术研究[D]. 王小青.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]无人直升机悬停状态位置及航向控制技术研究[D]. 徐凯铭.南京航空航天大学 2015
[2]微小型无人直升机航姿融合和控制技术研究[D]. 余彦霖.南京航空航天大学 2015
[3]无人机传感器数据采集与处理[D]. 林冰洋.华南理工大学 2014
[4]无人直升机（UAV）低空低容量喷洒农药雾滴在禾本科作物冠层的沉积分布及防治效果研究[D]. 高圆圆.东北农业大学 2013
[5]小型农用无人直升机飞行控制技术研究[D]. 朱兖植.南京航空航天大学 2013
[6]无人直升机自动起飞与自动着陆控制技术研究[D]. 薛鹏.南京航空航天大学 2012
[7]无人直升机飞行控制若干关键技术研究[D]. 尹亮亮.南京航空航天大学 2012
[8]无人直升机飞行仿真系统软件设计与开发[D]. 张登建.南京航空航天大学 2012
[9]无人直升机前飞状态飞行控制律设计技术研究[D]. 周立冬.南京航空航天大学 2011
[10]无人直升机悬停/小速度段的飞行控制律设计技术研究[D]. 黄海.南京航空航天大学 2010
本文编号：2961539
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
YAMAHAR-MAX无人直升机
南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文洒无人直升机，注册操纵人员 14967 人，喷洒总面积 100 万公顷(其中水稻占 80%)，日本的水稻种植面积约 158 万公顷（日本农林水产省 12 年统计数据）。其中日本雅马哈的 R-MAX系列占据日本农药喷洒无人直升机市场份额的 90%以上。图 1.2 为 YAMAHAR-MAX 农用无人直升机，该系列无人直升机机身重量为 64 公斤，有效载荷最多可达30公斤，通过使用高精度的GPS实现对速度、高度和位置的精确控制。R-MAX的设计目标为“安心和安全”，达到降低操作人员的疲劳操作和提高操作简易性的目的。在操纵方法上采用了的遥控器推杆控制飞机速度，在遥控器推杆回中位时，对飞机进行减速和悬停等功能。
操纵方法上采用了的遥控器推杆控制飞机速度，在遥控器推杆回中位时，对飞机进行减速和悬停等功能。图 1.2 YAMAHAR-MAX 无人直升机 图 1.3 GT-MAX 无人直升机图 1.3 为美国佐治亚理工大学所研制的 GT-MAX 无人直升机，在 YAMAHA 公司 R-MAX系列无人直升机的基础上配置多款传感器改装研制而成，该飞行控制系统配备附加配备了摄像头和雷达等传感器。该无人直升机具有自动规避功能，能够根据摄像头所获取信息自动选择飞行航线，并在执行任务过程中实时自检测，提高系统的可靠性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国植保无人机市场现状和前景分析[J]. 杨益军. 农药市场信息. 2015(13)
[2]我国农用植保无人机的应用与推广探讨[J]. 蒙艳华,周国强,吴春波,王志国,徐雪松. 中国植保导刊. 2014(S1)
[3]小型无人直升机高度测量模块设计[J]. 赵松涛,裴海龙. 自动化与仪表. 2014(09)
[4]中国农业航空植保产业技术创新发展战略[J]. 周志艳,臧英,罗锡文,Lan Yubin,薛新宇. 农业工程学报. 2013(24)
[5]我国农用无人直升机发展探讨[J]. 李纪周. 农机科技推广. 2013(10)
[6]凹凸多边形快速识别和智能剖分技术研究[J]. 陈泽赳,康恒. 结构工程师. 2012(06)
[7]μC/OS-Ⅱ的优化移植和设备驱动框架设计[J]. 徐海龙,邱建,王晓娜,叶树亮. 计算机测量与控制. 2012(09)
[8]靶场外弹道数据处理中的实时野值剔除算法[J]. 徐利娜,陈俊彪,穆高超. 应用光学. 2012(01)
[9]μC/OS-II下通用驱动框架的设计与实现[J]. 吴绍根. 微计算机信息. 2006(35)
[10]前处理有向凸多边形智能识别技术研究[J]. 汤荣伟,沈祖炎,赵宪忠,苏慈. 结构工程师. 2004(06)
博士论文
[1]无人直升机建模与控制技术研究[D]. 王小青.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]无人直升机悬停状态位置及航向控制技术研究[D]. 徐凯铭.南京航空航天大学 2015
[2]微小型无人直升机航姿融合和控制技术研究[D]. 余彦霖.南京航空航天大学 2015
[3]无人机传感器数据采集与处理[D]. 林冰洋.华南理工大学 2014
[4]无人直升机（UAV）低空低容量喷洒农药雾滴在禾本科作物冠层的沉积分布及防治效果研究[D]. 高圆圆.东北农业大学 2013
[5]小型农用无人直升机飞行控制技术研究[D]. 朱兖植.南京航空航天大学 2013
[6]无人直升机自动起飞与自动着陆控制技术研究[D]. 薛鹏.南京航空航天大学 2012
[7]无人直升机飞行控制若干关键技术研究[D]. 尹亮亮.南京航空航天大学 2012
[8]无人直升机飞行仿真系统软件设计与开发[D]. 张登建.南京航空航天大学 2012
[9]无人直升机前飞状态飞行控制律设计技术研究[D]. 周立冬.南京航空航天大学 2011
[10]无人直升机悬停/小速度段的飞行控制律设计技术研究[D]. 黄海.南京航空航天大学 2010
本文编号：2961539
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