植保机多旋翼植保机飞行控制和新技术

2019-10-31 1

  植保机的飞行控制是植保机研究领域主要问题之一,在飞行过程中会受到各种干扰,如传感器的噪音与漂移,强风与乱气流,载重量变化及倾角过大引起的模型变动等等,这些都会严重影响飞行器的飞行品质,因此植保机的控制技术便显得尤为重要,传统的控制方法主要集中于姿态和高度的控制,除此之外还有一些用来控制速度,位置,航向,3D轨迹跟踪控制,多旋翼植保机的控制方法可以总结为以下三个主要的方面。

植保机图片

  一,线性飞行控制方法常规的飞行器控制方法以及早期的对飞行器控制的尝试都是建立在线性飞行控制理论上的,这其中就又有诸如PID,H∞,LQR以及增益调度法。

  植保机1.PIDPID控制属于传统控制方法,是目前成功,用的广泛的控制方法之一,其控制方法简单,无需前期建模工作,参数物理意义明确,适用于飞行精度要求不高的控制。

  2.H∞H∞属于鲁棒控制的方法,经典的控制理论并不要求被控对象的准确数学模型来解决多输入多输出非线性系统问题,现代控制理论可以定量地解决多输入多输出非线性系统问题,但依赖于描述被控对象的动态特性的数学模型,鲁棒控制可以很好解决因干扰等因素引起的建模误差问题,但它的计算量非常大,依赖于高性能的处理器,同时,由于是频域设计方法,调参也相对困难。

  3.LQRLQR是被运用来控制植保机的比较成功的农用植保机方法之一,其对象是能用状态空间表达式表示的线性系统,目标函数为是状态变量或控制变量的二次函数的积分,而且Matlab软件的使用为LQR的控制方法提供了良好的仿真条件,更为工程实现提供了便利。

  4.增益调度法增益调度(Gainscheduling)即在系统运行时,调度变量的变化导致控制器的参数随着改变,根据调度变量使系统以不同的控制规律在不同的区域内运行,以解决系统非线性的问题,该算法由两大部分组成,一部分主要完成事件驱动,实现参数调整,如果系统的运行情况改变,则可通过该部分来识别并切换模态,第二部分为误差驱动,其控制功能由选定的模态来实植保机现,该控制方法在旋翼植保机的垂直起降,定点悬停及路径跟踪等控制上有着优异的性能。

  二,基于学习的飞行控制方法基于学习的飞行控制方法的特点就是无需了解飞行器的动力学模型,只要一些飞行试验和飞行数据,其中研究热门的有模糊控制方法,基于人体学习的方法以及神经网络法,1.模糊控制方法(Fuzzylogic)模糊控制是解决模型不确定性的方法之一,在模型未知的情况下来实现对植保机的控制。

  多旋翼的一些新技术有些呢,具体一些新兴技术介绍如下所示:。

  动力技术。

  ①新型电池,科学期刊《自然》网络版刊登了一篇报道,一种铝电池仅需60秒便能让手机电力“满农用植保机血复活”,此外,石墨烯,铝空气,纳米点这三项电池技术将成为未来电池世界的三大奇兵,这些新的电池技术有着十分迫切的需求,首先会被应用到手机和电动汽车,随后可配备多旋翼。

  ②混合动力。

  ③地面供电,它采用地面供电,通过电缆将电能源源不断输送给多旋翼,例如Skysapience公司的Hoverlite。

  ④无线充电,如果能够缩短充电时间,那么无线充电技术将会帮助多旋翼进行长途飞行,导航技术定位是导航中的关键技术,目前该领域发展迅速。

  ①GPS载波相位定位,它的小型化,高更新率和低能耗的特点使得它非常适合集成到自动驾驶飞行器和便携的测量设备里。

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