无人直升机的设计和组装

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1、无人直升机的设计和组装蔡国伟彭克茂陈本李唐摘要—一个简单的无人机直升机被称为非线性控制技术的测试平台。无人机直升机包括：（1）先进的无线电遥控作为一项基本载体;（2）一个简单的航空电子系统（3）地面支持系统。航空电子系统包括一个小型的PC-104电脑系统和微机电系统（微机电系统）导航和惯性测量装置作为主要测量感应组件。一对全双工收发器是用来给直升机和地面之间提供无线通信。地面接收器和一个在地面的计算机系统形成一个支撑体系。无人直升机是用来实现自动飞行的控制系统。一.引言在过去几年里学术界无人飞行器（UAV

2、）引起了极大的兴趣。它可以服务于许多应用平台和纯学术研究。作为一个有机动性和多功能性的学科，无人驾驶飞行器具有潜在军事以及在民用领域的科学意义,参见文献[1][2][3][6][7][8][10][11][12]。许多世界各地的研究小组选择了无人机直升机作为学科研究方向，探索和测试先进的控制技术[1]。多样的方法如近似线性[9]，神经网络[4]，[13]和学习控制[5]，已用于设计无人直升机的飞行控制规律。提高自动着陆，悬停和自动飞行的性能。我们的动机是为了发展一个无人直升机，作为一个试验平台验证我们提出

3、非线性控制系统。一个典型的无人机飞行器应包括以下基本组成部分：1）有引擎的飞行器以完成一些基本的飞行功能2）一个简单的航空电子系统实现自动飞行的控制系统。这种系统应包括：a）一个机载计算机系统，以收集数据，以执行飞行控制，以及完成与地面系统的通信;b）必要的传感器来测量和控制信号用于驱动执行机构;c）通信系统，以提供无线通信，其中包含两个全双工收发器，一个是机载另一个是在地面上;d）一个机载电源系统;e）自动飞行控制系统。3）地面支持系统，包括：a）一个全双工收发器提供飞机无线通信;b）计算机系统，以预先

4、安排飞行路线，并收集飞行数据。据悉，该无人机飞行上面列出的组件是比较简单的一种。集成的无人驾驶直升机只是用于学术研究。军用或商用无人机更为复杂。在了解无人飞行器的基础上，我们设计并组装一个简单的原型无人直升机。先进的无线电遥控玩具直升机被选择作为基本飞行器。一个简单的航空电子系统的设计。这种微型PC-104将被用于机载计算机系统和微机电系统的导航，惯性测量组件被选择作为一个主要的航空电子传感装置。一对全双工收发器将用于提供和地面计算机系统的实时通信。这样一个简单的无人直升机有足够的能力执行飞行速度为20米

5、/秒的飞行任务。本文的内容如下：在下一节中，我们提出了一个简单的无人直升机设计，简单的航空电子系统的部件将在第三节介绍，装配无人直升机将在第四节提到。最后，第五节我们得出一些结论。二.无人直升机的设计在这一节，我们介绍了支持系统组成部分的详细无人机直升机，其中包括基本直升机，简单航空电子系统和支持系统。A.基本直升机先进的无线电遥控（RC）直升机（猛禽90），如图1，被评为基本飞机。这样的选择是重要的是适合我们的需要，因为它更可轻松升级为自动无人机直升机是一个具有完整试验的系统，传感器和必要的通信的调制解

6、调器，它的飞行可以利用控制法律的实施。更重要的是，我们更便宜的升级遥控直升机比购买了一套完整的商业无人机直升机系统更便宜。这猛禽90遥控直升机是一种高品质的玩具直升机。在爱好产业，这些远程控制完全是手动的。它有稳定的悬停，飞行敏捷和温顺的处理。它是理想的服务作为一个基本的无人机。该猛禽90直升机的尺寸列于表一，它是微型大小。图1基本型直升机猛禽90遥控直升机的尺寸全机身长度1410mm全机身宽度190mm总高度476mm主旋翼直径1605mm尾旋翼260mm它配备了一个“OS91C型聚苯乙烯”引擎，是发电

7、15000转，一位移3.1ps的能力CC和实际的14.95角速度2,000至16,000不等转。该直升机齿轮比率为8.45:1:4.65。最大起飞重量直升机的达15公斤，而直升机本身重量约4.9公斤。因此，可以提供一个有效载荷可达10公斤，远远高于我们的预算对航空电子系统和其他重组件被升级。它可以有效地减少偶联集体和循环之间有一个命令混合控制单元，这使得直升机操作便利的手动操作。B.简单的航空电子系统一个简单的航空电子系统和地面支持系统的设计，以提高玩具无线电遥控直升机。图2显示了航空电子系统和机载系统连

8、接的计算机之间，地面支持系统和手工作业系统。该计算机系统安装在直升机是PC-104，一个典型的工业嵌入式计算机系统，它是适合小型规模和经营环境的强烈振动大的工业噪声，干扰和。在PC-104电脑系统是装在模块与工业标准架构（ISA）总线。它由4块板的印刷电路板，即主处理板，串行通讯板，一个A/D数据采集板和一个DC-DC转换器。串行通信板是采取延长处理的主要沟通电路板及周边设备，如伺服控制器板，传感器与数字串行通讯端口和A/D数