電力巡線旋翼無人機(jī)抗風(fēng)試驗場控制系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、隨著飛行控制、無線圖傳等技術(shù)的進(jìn)步，旋翼無人機(jī)的發(fā)展如火如荼。因具有體積小、便于攜帶、操作靈活的特點使其在輸電線路維護(hù)檢測中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但在巡檢作業(yè)中，出現(xiàn)了旋翼無人機(jī)巡檢系統(tǒng)因抗風(fēng)能力不足而不能完成檢測任務(wù)、甚至發(fā)生事故的現(xiàn)象。因此建立旋翼無人機(jī)巡檢系統(tǒng)抗風(fēng)試驗場，在其入網(wǎng)使用前檢驗其抗風(fēng)能力是否達(dá)標(biāo)。
　　本文首先概述抗風(fēng)試驗場的設(shè)計思路，包括以下內(nèi)容：試驗場模擬自然風(fēng)的設(shè)計指標(biāo)，為了達(dá)到設(shè)計指標(biāo)而進(jìn)行的場地選擇、風(fēng)

2、機(jī)和風(fēng)管的布置、風(fēng)管出風(fēng)口不同方向動作的實現(xiàn)方法等。然后重點研究抗風(fēng)試驗場控制系統(tǒng)，主要研究內(nèi)容如下：
　　完成控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)—風(fēng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)備選型。根據(jù)設(shè)計指標(biāo)，選擇抗風(fēng)試驗場所用的風(fēng)機(jī)種類，然后確定風(fēng)量、風(fēng)壓與風(fēng)機(jī)功率等具體指標(biāo)。通過CFD軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真，驗證風(fēng)機(jī)設(shè)備選型的合理性。搭建簡易環(huán)境，實測吹風(fēng)效果證明試驗場能夠模擬出合格風(fēng)場環(huán)境。
　　設(shè)計風(fēng)速控制算法。分析抗風(fēng)試驗場要模擬的自然風(fēng)種類及對風(fēng)機(jī)設(shè)備系統(tǒng)響應(yīng)

3、指標(biāo)要求。針對被控系統(tǒng)存在滯后性的特點，為擺脫Smith預(yù)估補(bǔ)償控制和Dahlin算法兩種經(jīng)典算法的局限性，分析模糊PID算法原理，利用Matlab軟件對控制算法進(jìn)行仿真。結(jié)合仿真結(jié)果，確定抗風(fēng)試驗場風(fēng)速控制算法。
　　完成抗風(fēng)試驗場控制器設(shè)計。選擇基于Cortex-M3內(nèi)核的STM32F103VET6作為主控芯片，設(shè)計風(fēng)速信號采集電路、控制指令輸出電路、帶觸摸屏的TFT-LCD電路等硬件模塊。移植嵌入式實時操作系統(tǒng)uC/OS-I