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基本信息
- 項目名稱：
- 四軸飛行器及控制軟件開發(fā)應(yīng)用
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 四軸飛行器的推力來自由四只電機(jī)帶動的兩對反向旋轉(zhuǎn)的螺旋槳。近年來隨著高效廉價的無刷電動機(jī)與電調(diào)的出現(xiàn)四軸飛行器才逐漸受到重視。電力能源清潔，安靜，代表著能源使用的未來。過去由于電池能量密度過低極大限制了電動飛機(jī)的發(fā)展。不過，大容量低成本鋰聚合物電池的出現(xiàn)完全改變了電能在航空領(lǐng)域的前景，今天由鋰聚合物電池提供能源的電動模型飛機(jī)的續(xù)航時間已能夠與甲醇或汽油飛機(jī)一比高下。
- 詳細(xì)介紹：
- 層次一：實現(xiàn)winCE平臺下的四軸飛行器無線遙控（二十米內(nèi)）下的平穩(wěn)起飛、懸停和降落。 層次二：實現(xiàn)winCE平臺下的四軸飛行器無線遙控（二十米內(nèi)）下的平穩(wěn)起飛、懸停和降落與縱橫方向運(yùn)動的模擬控制。 層次三：實現(xiàn)winCE平臺下的四軸飛行器無線遙控（二十米內(nèi)）下的平穩(wěn)起飛、懸停和降落與縱橫方向運(yùn)動和速度的精確控制。 層次四：實現(xiàn)winCE平臺下的四軸飛行器無線電腦遙控（二百米內(nèi)）下的平穩(wěn)起飛、懸停和降落與縱橫方向運(yùn)動和速度的精確控制。添加wifi模塊，實現(xiàn)電腦的精確與遠(yuǎn)距離控制。 層次五：實現(xiàn)winCE平臺下的四軸飛行器無線電腦遙控（二百米內(nèi)）下的平穩(wěn)起飛、懸停和降落與縱橫方向運(yùn)動和速度的精確控制。在層次四的基礎(chǔ)上，添加攝像頭，再實現(xiàn)電腦上實時影像監(jiān)控。 層次六：實現(xiàn)winCE平臺下的四軸飛行器無線電腦遙控（二百米內(nèi)）下的平穩(wěn)起飛、懸停、降落和迫降與縱橫方向運(yùn)動和速度的精確控制。在層次五的基礎(chǔ)上，添加GPS模塊，再實現(xiàn)位置監(jiān)控和緊急迫降功能。 層次七：實現(xiàn)winCE平臺下的四軸飛行器無線電腦遙控（有電信信號的地區(qū)）下的平穩(wěn)起飛、懸停、降落和迫降與縱橫方向運(yùn)動和速度的精確控制。在層次六的基礎(chǔ)上，添加3G模塊，再實現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的飛行控制。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 四軸飛行器實現(xiàn)高性能飛行的核心關(guān)鍵技術(shù)之一是高效可靠的無刷電調(diào)，必須能夠平滑地同時啟動四只無刷電動機(jī)，動態(tài)反應(yīng)速度也必須極快才能實現(xiàn)寬頻帶增穩(wěn)與控制。 與常見的固定翼飛機(jī)及直升機(jī)不同，四軸飛行器自身缺乏穩(wěn)定性，而完全依賴電子增穩(wěn)實現(xiàn)可控飛行。試驗證明控制頻寬必須超過30赫茲四軸飛行器才能具備足夠的穩(wěn)定性與抗風(fēng)性以滿足工業(yè)化用途的需要。 電動的四軸飛行器與油動無人直升機(jī)相輔相成，可以共同滿足大多數(shù)要求懸停能力的工業(yè)與軍事應(yīng)用的需要。 四軸飛行器較復(fù)雜，角速度傳感器，加速度傳感器，DSP，單片機(jī)，模擬放大器，模擬濾波器，AD變換，數(shù)字信號處理，kalman濾波，PID，無線數(shù)傳…
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 。電力能源清潔，安靜，代表著能源使用的未來。過去由于電池能量密度過低極大限制了電動飛機(jī)的發(fā)展。不過，大容量低成本鋰聚合物電池的出現(xiàn)完全改變了電能在航空領(lǐng)域的前景，今天由鋰聚合物電池提供能源的電動模型飛機(jī)的續(xù)航時間已能夠與甲醇或汽油飛機(jī)一比高下。 四軸飛行器實現(xiàn)高性能飛行的核心關(guān)鍵技術(shù)之一是高效可靠的無刷電調(diào)，必須能夠平滑地同時啟動四只無刷電動機(jī)，動態(tài)反應(yīng)速度也必須極快才能實現(xiàn)寬頻帶增穩(wěn)與控制。 與常見的固定翼飛機(jī)及直升機(jī)不同，四軸飛行器自身缺乏穩(wěn)定性，而完全依賴電子增穩(wěn)實現(xiàn)可控飛行。試驗證明控制頻寬必須超過30赫茲四軸飛行器才能具備足夠的穩(wěn)定性與抗風(fēng)性以滿足工業(yè)化用途的需要。 電動的四軸飛行器與油動無人直升機(jī)相輔相成，可以共同滿足大多數(shù)要求懸停能力的工業(yè)與軍事應(yīng)用的需要。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 在太原電力?？茖W(xué)校2010--2011屆學(xué)生科技創(chuàng)新比賽中通過審核
作品所處階段
- 調(diào)試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)入股 接納本組成員為技術(shù)人員
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場展示與圖文展示相結(jié)合
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 利用四臺無刷直流電機(jī)帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力實現(xiàn)飛行.四臺無刷直流電機(jī)兩臺正轉(zhuǎn),兩臺反轉(zhuǎn),從而抵消自轉(zhuǎn)力矩,防止了飛行器的自旋。四臺無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速同時升高，四軸飛行器高度上升；轉(zhuǎn)速同時下降，四軸飛行器高度降低。 四軸飛行器的推力來自由四只電機(jī)帶動的兩對反向旋轉(zhuǎn)的螺旋槳。近年來隨著高效廉價的無刷電動機(jī)與電調(diào)的出現(xiàn)四軸飛行器才逐漸受到重視。電力能源清潔，安靜，代表著能源使用的未來。過去由于電池能量密度過低極大限制了電動飛機(jī)的發(fā)展。不過，大容量低成本鋰聚合物電池的出現(xiàn)完全改變了電能在航空領(lǐng)域的前景，今天由鋰聚合物電池提供能源的電動模型飛機(jī)的續(xù)航時間已能夠與甲醇或汽油飛機(jī)一比高下。 適于無風(fēng)或微風(fēng)的平坦或丘陵地形。 適用于氣象探測，遙測，及軍事情報探測。
同類課題研究水平概述
- 四軸飛行器是瑞士科技人員研制成的一種新型飛行器,也是一種娛樂機(jī)器人。 但后來多被用于航測，攝像，軍事情報探測，德國的發(fā)展與研究較為先進(jìn)。
