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题名

无人机飞行参数在线测量技术研究

其他题名
RESEARCH ON ONLINE MEASUREMENTTECHNOLOGY OF UAV FLIGHT PARAMETERS
姓名
姓名拼音
GAO Tian
学号
12032560
学位类型
硕士
学位专业
0856 材料与化工
学科门类/专业学位类别
0856 材料与化工
导师
王凭慧
导师单位
创新创业学院
论文答辩日期
2022-05-13
论文提交日期
2022-06-24
学位授予单位
南方科技大学
学位授予地点
深圳
摘要

    近年来,无人机的应用越来越广泛,船载无人机在飞行时,容易受到气压和风力等外界条件的干扰,影响飞行安全。实时准确地得到无人机飞行的姿态参数和机翼的形变量对飞行安全有重要意义,针对于此本文开展了基于自适应卡尔曼滤波的航姿测量研究,以及采用光纤光栅传感技术结合Ko位移理论的机翼形变重构研究。
    针对航姿测量,设计了以误差四元数作为状态量,以加速度计和磁力计作为量测的卡尔曼滤波系统。针对航姿测量过程中出现的外部加速度干扰,设计了基于加速度检测的自适应卡尔曼滤波算法,该算法通过对加速度状态进行检测,从而自适应调整量测噪声矩阵,实现对卡尔曼滤波算法的优化。从结果来看,在受到前向加速度和向心加速度干扰的情况下,该算法比标准卡尔曼滤波算法和互补滤波的结果更好,其姿态角误差下降了40$\%$以上。
    针对机翼形变测量,采用光纤光栅传感器进行应变测量,结合Ko位移理论计算简单、准确的特点,开展了基于Ko位移理论的应变到形变重构,并通过Ansys仿真对传感器数量和布设位置进行了优化。在仿真的基础上进行了实物实验,在7.5kg的负载下整体最大误差0.31mm,均方根误差为0.19mm,证明了利用光纤光栅传感器进行形变重构的可行性和Ko位移理论的有效性。

关键词
语种
中文
培养类别
独立培养
入学年份
2020
学位授予年份
2022-07
参考文献列表

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所在学位评定分委会
创新创业学院
国内图书分类号
V249
来源库
人工提交
成果类型学位论文
条目标识符http://sustech.caswiz.com/handle/2SGJ60CL/342780
专题创新创业学院
推荐引用方式
GB/T 7714
高天. 无人机飞行参数在线测量技术研究[D]. 深圳. 南方科技大学,2022.
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