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一种四旋翼无人机控制系统的设计与实现研究

一种四旋翼无人机控制系统的设计与实现研究

作者：姜成平哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

作为多旋翼飞行器中的一种，四旋翼无人机具有体积小、结构简单、操作灵活、可垂直起降等优点，具有广泛的民用和军用价值。在这一背景下，本文结合中国科学院沈阳自动化研究所开放课题（室内三维位置环境理解与自主控制研究），在总结... 详细信息

作为多旋翼飞行器中的一种，四旋翼无人机具有体积小、结构简单、操作灵活、可垂直起降等优点，具有广泛的民用和军用价值。在这一背景下，本文结合中国科学院沈阳自动化研究所开放课题（室内三维位置环境理解与自主控制研究），在总结四旋翼无人机研究现状的基础上，开展了四旋翼无人机系统的设计、制作、调试和实现研究。首先设计了四旋翼无人机的飞行平台，为航行姿态测量和飞行控制的研究提供了基础。根据四旋翼无人机的飞行原理，利用牛顿力学方法建立了无人机的系统动力学模型，并对模型中的关键参数进行了测量。整个四旋翼无人机系统由航姿参考系统和飞行控制系统两个核心部分组成。航姿参考系统实时采集各传感器数据并解算无人机载体的姿态、位置、速率信息，为飞行控制系统提供反馈信号。飞行控制系统接收控制指令和航姿参考系统反馈的信息，运行飞行控制算法解算出各个电机的控制指令，并将控制指令转化为PWM信号驱动电机带动螺旋桨转动，最终实现飞行动作。根据设计方案，选取高性能的STM32系列处理器、MEMS传感器和其他电子器件，开展了大量的软硬件调试和基础功能验证实验，设计和制作的导航电路板和飞控电路板，分别作为航姿参考系统和飞行控制系统的硬件基础。完成硬件设计和实现之后，基于层次化、结构化思想，分别编写了导航电路板和飞控电路板的底层驱动程序、功能模块程序和系统应用程序。在航姿参考系统中，综合MEMS陀螺仪、加速度计和磁强计的优缺点，对各传感器数据进行前端校正和低通数字滤波处理后，设计了扩展卡尔曼滤波器对无人机姿态进行最优估计，实时为飞行控制系统提供无人机的姿态信息。在飞行控制系统中，根据建立的系统动力学模型，先后设计了无人机的姿态控制器和位置控制器，并在Matlab仿真环境中验证了所设计算法的有效性。最后，将设计的姿态估计算法和飞行控制算法移植到电路板中，进行实验调试和飞行验证。最终设计出能够准确测量姿态和具有一定鲁棒性的飞行控制系统。

关键词：四旋翼无人机 STM32处理器航姿参考系统飞行控制系统惯性姿态测量飞行控制算法

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中国兰原球茎诱导及组培快繁技术研究

农业科技通讯 2023年第4期 120-123页

作者：孙晓慧姜成平赵艳陈甘牛烟台市森林资源监测保护服务中心山东烟台264001 烟台市蓬莱区市政园林建设养护中心山东烟台265600

本研究以中国兰为试验材料建立中国兰组培快繁体系,对无菌体系建立、原球茎诱导、原球茎增殖、形成完整植株、驯化移栽等进行了系统研究。结果表明,最佳的消毒处理组合为10%漂白粉上清液浸泡15 min、70%乙醇浸泡30 s、0.1%氯化汞溶液浸... 详细信息

本研究以中国兰为试验材料建立中国兰组培快繁体系,对无菌体系建立、原球茎诱导、原球茎增殖、形成完整植株、驯化移栽等进行了系统研究。结果表明,最佳的消毒处理组合为10%漂白粉上清液浸泡15 min、70%乙醇浸泡30 s、0.1%氯化汞溶液浸泡3 min;原球茎最佳诱导培养基为MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L+蔗糖25.0 g/L+琼脂7.0 g/L,其诱导率为100%;原球茎最佳增殖培养基为1/2MS+6-BA 0.25 mg/L+NAA 0.5 mg/L+蔗糖15.0 g/L,其增殖系数为15.3;最佳生根培养基为1/2MS+NAA 0.5 mg/L+蔗糖15.0 g/L+琼脂10.0 g/L+活性炭5.0 g/L,生根率达100%,生根数5.42;采用移栽驯化基质体积配比为沙子∶草碳土(或腐殖土)是1∶1,组培苗移栽成活率达93.33%。

关键词：中国兰原球茎增殖液体培养基振荡培养

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上海帕萨特轿车发动机冷却系统的检修

轻型汽车技术 2003年第5期 50-53页

作者：姜成平

1.冷却系统工作原理冷却液进入水泵后,经叶轮直接进入缸体水套,然后流进气缸盖水套,由气缸盖后端的出水口流出。此后冷却液分两路:一路流经散热器冷却后进入节温器,由节温器进入冷却液泵口;另一路为直接通过节温后流入水泵进口,又称短... 详细信息

1.冷却系统工作原理冷却液进入水泵后,经叶轮直接进入缸体水套,然后流进气缸盖水套,由气缸盖后端的出水口流出。此后冷却液分两路:一路流经散热器冷却后进入节温器,由节温器进入冷却液泵口;另一路为直接通过节温后流入水泵进口,又称短路循环。

关键词：上海帕萨特轿车发动机冷却系统检修工作原理维护

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上海帕萨特轿车离合器的拆装与检修

轻型汽车技术 2003年第8期 40-42页

作者：姜成平

一、离合器的拆装(一)压紧弹簧的拆装1.压紧弹簧的拆卸1)拉出离合器踏板上方开关。2)将离合器踏板与主动缸分开(图1),将操纵杆向发动机方向压至挡块,从定位销上压出离合器踏板卡簧。3)旋出图2箭头所指螺栓。4)向右按压离合器踏板和制动... 详细信息

一、离合器的拆装(一)压紧弹簧的拆装1.压紧弹簧的拆卸1)拉出离合器踏板上方开关。2)将离合器踏板与主动缸分开(图1),将操纵杆向发动机方向压至挡块,从定位销上压出离合器踏板卡簧。3)旋出图2箭头所指螺栓。4)向右按压离合器踏板和制动踏板的定位销,

关键词：上海帕萨特轿车离合器拆卸安装检修

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上海帕萨特轿车车轮定位的检查与调整

轻型汽车技术 2003年第4期 58-61页

作者：姜成平

1.车轮定位测量调整项目(1)发生下述情况时需进行车轮定位:1)车辆不能正常行驶。2)发生撞车事故。3)拆卸过车桥零件。4)轮胎单边磨损严重。(2)进行车轮定位时,测量调整项目列于表1。

关键词：上海帕萨特轿车车轮定位调整测量检查程序

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仙客来新品种“莱州大红”选育的研究

山东林业科技 2000年第1期30卷 6-8页

作者：刘廷歧赵兰勇王仲连王淑琦王永刚姜成平韩同春莱州市林业局 261400 山东农业大学林学院莱州仙客来研究所烟台市林木种苗站山东省林业科技推广站

经过 7年连续工作 ,选育出的仙客来新品种“莱州大红” ,杂种优势明显 ,品种特性突出 ,花型、花色、株型、叶片等观赏价值显著提高 ,抗病、抗碱、耐高温等能力也明显加强。

关键词：仙客来莱州大红杂种优势优良品种选育

黑杨派无性系苗期水分利用效率对连续土壤水分变化的响应

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江西农业大学学报 2007年第3期29卷 372-378页

作者：姜岳忠焦绪娟孔令刚姜成平王华田山东省林业科学研究院山东济南251000 山东农业大学林学院山东泰安271018 烟台市林业局山东烟台264000

采用盆栽试验方法,于5月份高生长速生期研究了连续水分梯度变化过程中几个黑杨派杂交无性系的叶片水势、净光合速率、蒸腾速率以及其水分利用效率。研究结果表明:随控水时间的加长,叶片水势(每天的平均值)呈递减趋势,A69、B33、B34叶片... 详细信息

采用盆栽试验方法,于5月份高生长速生期研究了连续水分梯度变化过程中几个黑杨派杂交无性系的叶片水势、净光合速率、蒸腾速率以及其水分利用效率。研究结果表明:随控水时间的加长,叶片水势(每天的平均值)呈递减趋势,A69、B33、B34叶片水势下降趋势小于对照I-107,而A50、陈1、B40、B53叶片水势下降趋势则大于对照I-107。土壤水分连续下降过程中各无性系叶片光合速率明显下降,其中B34、A50光合速率下降缓慢,A69、B53、B40光合速率下降迅速,而陈1、B33、I-107光合速率下降幅度介于上述两组无性系之间。各无性系叶片蒸腾速率在土壤水分连续下降过程中大幅度下降,无性系之间叶片蒸腾速率差异显著,叶片蒸腾速率与土壤水分呈显著负相关,杨树无性系的水分利用效率与叶片水势不相关,但是与土壤水势存在一定的相关性。说明这几个杨树无性系的水分利用效率主要受土壤水分条件的影响。

关键词：杨树无性系水势光合速率蒸腾速率水分利用效率

基于RTX的FADEC实时仿真系统设计与实现

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基于RTX的FADEC实时仿真系统设计与实现

作者：姜成平朱慧彦高亚辉中航工业航空动力控制系统研究所南京航空航天大学自动化学院

针对FADEC系统研制过程中综合与试验验证的需求,设计了一种基于Win32+RTX混合架构的实时仿真与验证系统,具备硬件在回路和半实物仿真试验两大类功能。其中Win32进程提供了人机接口,便于试验控制;RTX进程完成数据采集、模型运算、数据输... 详细信息

针对FADEC系统研制过程中综合与试验验证的需求,设计了一种基于Win32+RTX混合架构的实时仿真与验证系统,具备硬件在回路和半实物仿真试验两大类功能。其中Win32进程提供了人机接口,便于试验控制;RTX进程完成数据采集、模型运算、数据输出和记录等功能。文中还对系统设计中的关键技术进行了分析。实践证明,该系统具备很强的实时性和稳定性,能高效完成FADEC系统功能验证。

关键词： RTX FADEC 实时反射内存 IPC

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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几种绿化树种降低城市热岛效应的研究

江西农业大学学报 2007年第1期29卷 89-93页

作者：焦绪娟赵文飞张衡亮姜成平王华田山东农业大学林学院山东泰安271018 潍坊市林业局山东潍坊261000 烟台市林业局山东烟台264000

选择华北地区3种常见的城市绿化树种国槐(Sophora japonica)、元宝枫(Acer mono Maxim)、法桐(Plata-nus orientalis),测定其光合速率及蒸腾强度,据此估算其固碳量、释氧量和降温增湿量,并量化评价3种绿化树种的生态学效应及对城市“热... 详细信息

选择华北地区3种常见的城市绿化树种国槐(Sophora japonica)、元宝枫(Acer mono Maxim)、法桐(Plata-nus orientalis),测定其光合速率及蒸腾强度,据此估算其固碳量、释氧量和降温增湿量,并量化评价3种绿化树种的生态学效应及对城市“热岛效应”的减缓作用,时间尺度为日。结果表明:法桐的固碳量、释氧量比国槐、元宝枫大,分别为5.153和3.75g.m-2.d-1;国槐、元宝枫固碳量分别为5.153和2.244g.m-2.d-1,释氧量分别为3.75和1.63g.m-2.d-1。3种植物的降温增湿作用以法桐最明显,国槐次之,元宝枫最低。国槐、元宝枫、法桐3种植物每平方米叶面积对其周围1 000 m3空气柱的降温作用分别为0.26℃、0.17℃、0.31℃,对空气相对湿度的增加分别为0.40%、0.27%、0.47%。

关键词：热岛效应碳氧平衡吸热降温生态学效应