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正文內(nèi)容

智能六通遙控直升機的研究與設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-07-21 17:55 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 其主要是由外殼、電路板、無核心馬達、齒輪與位置檢測器所構(gòu)成。其工作原理是由接收機發(fā)出訊號給舵機,經(jīng)由電路板上的 IC判斷轉(zhuǎn)動方向,再驅(qū)動無核心馬達開始轉(zhuǎn)動,透過減速齒輪將動力傳至擺臂,同時由位置檢測器送回訊號,判斷是否已經(jīng)到達定位。圖7控制信號為周期是20ms 的脈寬位置調(diào)制(PPM)信號,(也有少量型號的脈沖寬度范圍不一樣,如:~),相對應輸出軸的位置為 0-180 度,呈線性變化。即給控制引腳提供一定的脈寬(TTL電平,0V/5V),它的輸出軸就會保持在一個相對應的角度上, 無論外界轉(zhuǎn)矩怎樣改變,直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號,它才會改變輸出角度到新的對應的位置上。三、智能六通遙控直升機的軟件系統(tǒng) 智能六通直升機體系結(jié)構(gòu)概述一個智能控制系統(tǒng)可以用原始抽象的概念,來表達物理資源、技能、行為和任務,一個智能機器人系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)是一組組織規(guī)則和基本部件,它能夠幫助設(shè)計人員管理構(gòu)造具有智能行為的機器人控制軟件的復雜性。體系結(jié)構(gòu)指定一個系統(tǒng)分解方法,它將系統(tǒng)劃分為簡單的部件,并且提供將這些簡單部件組合起來形成整個控制系統(tǒng)的集成機制,下面主要介紹一些體系結(jié)構(gòu),按照其選用的系統(tǒng)部件及其部件之間的連接方式對其分類。、 自動特技動作模式的體系結(jié)構(gòu)自動特技動作模式下,控制芯片在算法上綜合出飛機的姿態(tài),在空中指定一條航線,以引導直升機自動完成這條航線。運作的基礎(chǔ)上設(shè)計命令時,空氣中的姿態(tài)綜合系統(tǒng)是搜集從MPU6050傳感器單位實時傳回來的數(shù)據(jù),發(fā)送命令和指令來驅(qū)動伺服電機和兩個電機來改變直升機的航線。程序員設(shè)計一系列的特技動作程序,只要玩家在電腦在線升級直升機的程序,則可以做出很多不一樣的特技動作。比如,按下按鍵a,直升機就做自動懸停動作,玩家把遙控扔掉,直升機能穩(wěn)定在一個高度“靜止不動”。另外,當直升機飛出遙控范圍時,直接由自主返回模塊控制直升機,使其調(diào)頭返回到可控范圍,當飛機接收到信號后重新切換到原有模式。電池電壓正常是直升機正常飛行的必要條件。如電壓過低,MCU的程序也不能正常工作。所以采用定時器中斷技術(shù)對電源電壓保持不間斷的監(jiān)控。當檢測到電池電壓降低到某一數(shù)值時,3路由自主降落模塊控制直升機,調(diào)整姿態(tài),并以固定的速率下降直至著陸。、 手動控制模式的體系結(jié)構(gòu)在手動控制模式下,直升機成為手動無線電遙控。主要有油門通道,偏航通道,旋轉(zhuǎn)通道,俯仰通道,3D模式、新手模式、普通模式轉(zhuǎn)換通道等等。操作員可以控制直升機以不同速度前進、后退和轉(zhuǎn)向。 智能六通遙控直升機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)到目前為止,尚未出現(xiàn)通用的體系結(jié)構(gòu)?;谛袨榈姆纸夥椒軌驇椭鷻C器人得到一定的自主能力,而這種能力對于傳統(tǒng)的“感知——計劃——動作”模式來說是困難的。但是,基于行為的系統(tǒng)無法明確表達整個事務的完成目標,因此我們將顯模型跟蹤控制的思想與經(jīng)典的PID控制等技術(shù)有效結(jié)合,設(shè)計出一種速度和位置控制緊密耦合的工程實現(xiàn)方案以提高整體的控制效果。智能六通直升機體系結(jié)構(gòu)直接體現(xiàn)系統(tǒng)的開放性、可擴展性、魯棒性、交互性、以及自主能力,是智能六通直升機設(shè)計中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。它由I/0層、功能層。它既能夠滿足智能六通直升機所需要的對環(huán)境的實時響應能力,又能夠?qū)碗s的軟件功能通過層次化的方法進行功能分散,利用不同的處理器進行處理,降低軟件實現(xiàn)的復雜性,提高了系統(tǒng)的可靠性。 是與環(huán)境直接接觸的最底層。由傳感器信號采集處理模塊和電機舵機控制模塊組成,傳感器信號采集處理模塊主要實現(xiàn)直升機飛行姿態(tài)、飛行距離等的采集、處理;電機舵機控制模塊則根據(jù)上層要求的智能六通直升機運動方向、運動距離、運行速度,并結(jié)合直升機當前的姿態(tài),驅(qū)動電機和舵機的轉(zhuǎn)動。2.2 是由高度控制、速度控制、俯仰控制、偏航控制、旋繞控制統(tǒng)稱為飛行控制模塊,結(jié)合傳感器所采集的數(shù)據(jù),利用基于參數(shù)尋優(yōu)的模糊自適應PID控制器,分別對俯仰通道、航向通道、總距通道實行增穩(wěn)控制。利用姿態(tài)及速度反饋,即俯仰角及俯仰角速率,偏航角及偏航角速率, Z軸方向的速度及加速度的反饋,并設(shè)計增穩(wěn)控制律以增強直升機的飛行穩(wěn)定性。在此體系結(jié)構(gòu)中,采用三軸陀螺儀加三軸加速度計的電子自動控制系統(tǒng),通過陀螺儀與加速度計捕獲直升機的飛行姿態(tài),通過調(diào)整三路私服舵機與兩個電機調(diào)整直升機的飛行姿態(tài),從而改變直升機主旋翼的總螺距和周期螺距,使直升機保持平衡,形成一個自動控制系統(tǒng)。使直升機在沒有人工操作時都可以在空中實現(xiàn)保持特定姿態(tài),能夠大幅提高遙控直升機的穩(wěn)定性能,獲得更佳的飛行效果和操作體驗。當直升機飛出遙控范圍時,直接由自主返回模塊控制直升機,使其調(diào)頭返回到可控范圍,當飛機接收到信號后重新切換到原有模式。這個體系還具有下列優(yōu)點:(1)采用定時器中斷技術(shù)對電源電壓保持不間斷的監(jiān)控。當檢測到電池電壓降低到某一數(shù)值時,3路由自主降落模塊控制直升機,調(diào)整姿態(tài),并以固定的速率下降直至著陸。(2),信號采集更迅速、控制更準確、飛行更安全。 .運動控制系統(tǒng)的研制、 舵機的控制采用標準航模 330 Hz頻率的 PWM控制。、 電機的控制 STM32控制芯片輸出周期為2KHz的PWM到兩個電機。主電機采用一個功率放大器將單片機的驅(qū)動加大。 、 飛行姿態(tài)采集功能 采用三軸陀螺儀加三軸加速度計的電子自動控制系統(tǒng),通過陀螺儀與加速度計捕獲直升機的飛行姿態(tài)。在使用傳統(tǒng)的加速度傳感器獲取數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,使用卡爾曼濾波的方法,將加速度傳感
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