Discusión sobre excelentes artículos sobre sistemas de misión UAV multirrotor
Con cada vez más productos UAV, la competitividad entre los mercados está aumentando gradualmente. Con este fin, este proyecto desarrolló un dron multirotor, que es más adecuado para productos de control industrial, equipos de automatización y otros campos. Este producto no sólo tiene una posición razonable, sino que también tiene algunas diferencias con otros productos. El sistema de misión se refiere a una misión multirrotor no tripulada con enlaces de datos de equipos inteligentes avanzados. Tiene una alta eficiencia de utilización de energía y rendimiento de transporte de carga, y técnicamente no tiene comparación con otros productos UAV. La formulación de un plan de marketing razonable aportará ciertos beneficios económicos a la empresa.
1 Descripción general de la definición de UAV multirrotor
El UAV que solemos decir es un sistema de vehículo aéreo no tripulado que utiliza principalmente equipos de control remoto inteligente por radio y su propio dispositivo de programa de control para controlar vehículos aéreos no tripulados. Entre ellos, los UAV en sentido amplio incluyen los UAV y los modelos de aviones en sentido estricto.
Una aeronave multirrotor consta principalmente de un sistema de potencia, un cuerpo principal y un sistema de control. El sistema de potencia incluye un motor, fuente de alimentación, regulador electrónico de velocidad y palas; un trípode y una plataforma en la nube; el sistema de control incluye un control manual que consta de un receptor remoto y un controlador remoto, y un controlador de vuelo que consta de un control principal, GPS, IMU, giroscopio electrónico y pantalla LED; El quadcopter es un sistema subactuado con 4 entradas y 6 salidas. Control vía PID, redes neuronales robustas, difusas, no lineales y adaptativas. En los últimos años, las tendencias de investigación en la función de control de este sistema son gran carga útil, vuelo autónomo, tecnología de sensores inteligentes, tecnología de control autónomo, tecnología de control colaborativo de formaciones de múltiples aviones, miniaturización, etc. Algunas tecnologías clave son el establecimiento de modelos matemáticos, sistemas de suministro de energía, algoritmos de control de vuelo, navegación autónoma y vuelo inteligente.
2 Etapa de mejora y desarrollo del sistema de control
El sistema de control del UAV multirrotor estuvo inicialmente compuesto por un sistema de navegación inercial y tecnología MEMS, formando el sistema de navegación inercial EMES . Después de investigar sobre la eliminación de ruido de EMES, el problema del ruido de los datos de los sensores se ha reducido de manera efectiva. Finalmente, mediante la investigación y aplicación de microcontroladores de velocidad constante y estructuras de sistemas no lineales, en 2005 se fabricó un avión de control automático UAV multirrotor con un rendimiento relativamente estable. La evaluación de sus aeronaves se puede analizar desde aspectos como seguridad, capacidad de carga, flexibilidad, mantenibilidad, escalabilidad y estabilidad. Tiene las características de tamaño pequeño, peso ligero, bajo nivel de ruido, gran ocultación, uso de plataforma multiespacio, despegue y aterrizaje vertical, baja altura de vuelo, gran maniobrabilidad y gran capacidad de ejecución de misiones, estructuralmente hablando, no solo tiene; alta seguridad, tiene las características de fácil desmontaje, montaje y mantenimiento, hélice pequeña, bajo costo y control flexible.
3 Principios técnicos
3.1 Composición del sistema
El plan técnico general del sistema de misión multirotor no tripulado se muestra en la Figura 1. Como se muestra en la figura, el sistema de misión multirotor no tripulado consta de un dron y una estación de trabajo en tierra. El UAV consta de un UAV multirrotor y una carga útil de misión; la estación de trabajo en tierra consta de una unidad de comunicación por enlace de datos, una computadora de control industrial y un joystick de control de vuelo.
3.2 Principio técnico del sistema
3.2.1 El UAV multirrotor logra un control y mantenimiento de la actitud de vuelo estable ajustando con precisión el empuje de la hélice. Al comparar los UAV multirotor, los helicópteros convencionales y los aviones de ala fija, se puede ver claramente que los UAV multirotor tienen la ventaja de contar con múltiples fuentes de energía durante el vuelo de la misión, lo que permite realizar y completar mejor las tareas de vuelo y mejorar el mantenimiento del vuelo. postura y consume una gran cantidad de energía, asegurando así mejor su utilización de energía, mejorando directamente el tiempo de resistencia y el rendimiento de transporte de carga. Se han realizado muchas simplificaciones en la estructura y se omite el mecanismo de transmisión, lo que reduce en gran medida el ruido de funcionamiento y la probabilidad de fallas; y costos de mantenimiento.
3.2.2 La comunicación entre el UAV y la estación de trabajo terrestre se conecta a través del enlace de datos del equipo. El enlace de datos del equipo desempeña el papel de intermediario de comunicación y también es el intercambio de información terrestre y aérea entre los. UAV y la estación de trabajo terrestre. En el pasado, los drones eran simplemente comunicaciones ordinarias punto a punto utilizadas para convertir y conectar información tierra-aire. Debido a la influencia de la distancia de transmisión de la señal, su rendimiento se ve seriamente afectado y solo puede realizar la transmisión de algunas señales de datos de control remoto simples.
Sin embargo, en este proyecto, la investigación sobre el sistema de misión multirotor no tripulado se basa en la investigación sobre el protocolo de enlace de datos MAVLink, que está razonablemente integrado en la plataforma ARM del núcleo de control y los datos terrestres. enlace, mejorando efectivamente la transmisión de información anterior a baja altitud Existen problemas de enlace, y las cinco funciones remotas de telemetría, telecomunicaciones, control remoto, ajuste remoto y visualización remota están unificadas para garantizar una comunicación sin barreras entre drones y estaciones de trabajo terrestres, y fundamentalmente resolver la cuestión de la comunicación de datos entre drones y estaciones de trabajo terrestres. Entre ellos, 5 control remoto; entre ellos, la telemetría se refiere a la medición remota de voltaje, corriente, potencia, presión, temperatura y otras cantidades analógicas; entre ellos, la comunicación remota se refiere al monitoreo del estado de funcionamiento y funcionamiento de interruptores y equipos eléctricos remotos; y equipos mecánicos. El control remoto se refiere al control y protección del estado de funcionamiento de los equipos eléctricos remotos y los dispositivos de mecanización eléctrica; el ajuste remoto se refiere a la configuración y el ajuste de los parámetros de trabajo y los procedimientos estándar del equipo controlado a distancia; el seguimiento y control del estado de funcionamiento seguro de los equipos remotos.
3.2.3 Los drones tradicionales requieren la operación manual de un controlador remoto para controlar su actitud de vuelo durante el vuelo, lo que refleja defectos como procedimientos de automatización imperfectos y funciones monótonas. Para la investigación sobre drones en este proyecto, mediante la combinación del software de planificación de misiones en la estación de trabajo en tierra, se mejoraron efectivamente las deficiencias de la función única en el pasado y se aumentó directamente su funcionalidad. Entre ellos, el software de planificación de misiones de vuelo, combinado con la interfaz API de alta velocidad de GoogleMap, puede realizar una planificación simple de la ruta de vuelo del dron en el mapa tridimensional. También puede iniciar su ruta para realizar un crucero automático y la ejecución de la misión de vuelo. devolución y otras operaciones.
4 Puntos técnicos y puntos de innovación
4.1 Puntos técnicos:
4.1.1 Comunicación de datos de información terrestre y aérea.
La aplicación de MAVLink, un protocolo avanzado de enlace de datos de equipos inteligentes, puede integrar de manera efectiva todos sus datos, todos los cuales se pueden resumir en el enlace de datos. Integra 5 operaciones remotas, reduciendo efectivamente varios problemas de comunicación existentes. en el sistema y los módulos de comunicación mejoran la eficiencia de la comunicación y garantizan el desempeño efectivo de las funciones de comunicación.
4.1.2 Resolver el problema del control de actitud de vuelo
La aplicación del sistema operativo integrado en la plataforma del procesador ARM, junto con algoritmos avanzados como el giroscopio y el filtro Kalman, puede más. Bueno para garantizar el aumento de las funciones del sistema de control. Además, no sólo realiza vuelos no tripulados, sino que también reduce eficazmente el consumo de energía y mejora la utilización de energía durante el control de vuelo.
4.1.3 Ampliación en el campo del control industrial
Este proyecto se basa en la idea de construcción e investigación de múltiples cargas en un mismo vehículo, y los mismos datos, eléctricos y mecánicos. Las interfaces están diseñadas para el mismo modelo de avión multirotor. La carga de la misión se puede reemplazar rápidamente, de modo que la conexión de conmutación de tareas de vuelo sea buena y estable, lo que garantiza la practicidad del sistema y reduce los costos de ejecución de la misión.
4.1.4 Potenciar las funciones de las estaciones de trabajo terrestres
Mediante arquitectura C/S y lenguaje C#. net, Google Map tridimensional, base de datos SQL, software de planificación de misiones terrestres y software de análisis de datos, las funciones de la estación de trabajo terrestre, así como el grado de automatización e inteligencia, pueden operar mejor y brindar más comodidad a los usuarios.
Innovación técnica del proyecto 4.2
4.2.1 El enlace de datos MAVLink se implanta en el dron y la estación terrestre, y se mejora la función general del sistema, realizando de manera efectiva los cinco sistemas integrales remotos. unificación del sitio.
4.2.2 El filtro de Kalman, el algoritmo de cuaterniones y la plataforma ARM integrada pueden controlar eficazmente su actitud de vuelo.
4.2.3 La investigación sobre la idea de "una máquina + múltiples cargas" ha logrado la conversión efectiva de drones al modo de ejecución de misión.
4.2.4 Al mismo tiempo, la aplicación de software de planificación de misiones terrestres y software de análisis de datos analíticos ha mejorado la función de control y la inteligencia del sistema.
5 Resumen
En resumen, a través del análisis del sistema de misión multirrotor no tripulado, se encuentra que todavía hay muchas imperfecciones en la investigación de mi país en esta área. En comparación con drones anteriores, este proyecto ha logrado la unificación de telemetría, señalización remota, control remoto, ajuste remoto y visualización remota a través de arquitectura C/S, lenguaje C#, enlace de datos de dispositivos inteligentes avanzados y software de análisis de datos analíticos.
En términos de métodos de ejecución de la misión, logra una conversión flexible en términos de actitud de vuelo, logra un control inteligente sobre la base de la tecnología de control de vuelo multirrotor existente, evita efectivamente sus defectos anteriores al tiempo que proporciona control de vuelo autónomo para tareas de control de vuelo; La programación de software realiza efectivamente un vuelo inteligente con navegación autónoma en vuelo.
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