無人機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告范文

1、 無人機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告一專業(yè)： 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 實(shí)踐單位：無人機(jī)特種技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 實(shí)踐時(shí)間：一、實(shí)習(xí)目的通過對(duì)無人機(jī)特種技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的四個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有針對(duì)性的參觀、學(xué)習(xí)，可以提高對(duì)本專業(yè)的了解和認(rèn)識(shí)，增加學(xué)習(xí)興趣和增強(qiáng)專業(yè)自豪感，為日后專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，實(shí)習(xí)對(duì)學(xué)生了解社會(huì)、接觸生產(chǎn)實(shí)際、加強(qiáng)勞動(dòng)觀念、培養(yǎng)動(dòng)手能力和理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力等方面亦具有重要的意義。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容2012 年 10 月

2、15 日下午，我們?cè)诎嘀魅卫蠋煹膸ьI(lǐng)下到位于高新區(qū)的無人機(jī)所進(jìn)行參觀、學(xué)習(xí)。西北工業(yè)大學(xué)第 365 研究所(西安愛生技術(shù)集團(tuán)公司)隸屬于西北工業(yè)大學(xué)，坐落于陜西省西安市國(guó)家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，是以無人機(jī)研發(fā)為主，集科、工、貿(mào)于一體的具有獨(dú)立法人資格的現(xiàn)代高科技企業(yè)。國(guó)防科技實(shí)驗(yàn)室體系由國(guó)防科技國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室三類實(shí)驗(yàn)室構(gòu)成。其中，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室是綜合型的實(shí)驗(yàn)室，主要從事國(guó)防重大基礎(chǔ)研究、戰(zhàn)略高技術(shù)和系統(tǒng)集

3、成技術(shù)研究;重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是專業(yè)型的實(shí)驗(yàn)室，主要從事探索性、創(chuàng)新性和重大關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究;學(xué)科實(shí)驗(yàn)室是基礎(chǔ)型的實(shí)驗(yàn)室，主要從事國(guó)防基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)領(lǐng)域的新原理、新方法、新技術(shù)研究。三類實(shí)驗(yàn)室定位和功能不同，相互促進(jìn)，協(xié)調(diào)發(fā)展。通過本次參觀，我們國(guó)防意識(shí)、專業(yè)認(rèn)知以及目標(biāo)性都加強(qiáng)了。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室大樓，就被實(shí)驗(yàn)室的簡(jiǎn)介所吸引，我們都知道 2009 年 10 月 1 日，在 60 年國(guó)慶大閱兵中，首次亮相的無人機(jī)方隊(duì)全部 3 個(gè)型號(hào)均

4、由西工大研制生產(chǎn)。于是我們懷著無限的向往進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參觀。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)室是通用半物理仿真/紅外末制導(dǎo)仿真系統(tǒng)，以及很多無人機(jī)上的零件，如陀螺儀，導(dǎo)航芯片，多級(jí)，電源，發(fā)電機(jī)等等。講解人員給我們一一介紹了無人機(jī)的各種組件，這些都是最最基礎(chǔ)的元器件，有很多我們都在學(xué)校學(xué)習(xí)過，介紹過程中，將實(shí)物與所學(xué)知識(shí)相結(jié)合，加深了認(rèn)識(shí)。介紹內(nèi)容包括傳感器、陀螺、發(fā)電機(jī)、液壓系統(tǒng)等，其中，傳感器讓我回憶起好多之前的知識(shí)，而我對(duì)我們正在學(xué)習(xí)的陀螺和電機(jī)方面的介紹

5、特別感興趣。在實(shí)物的幫助下，一些課堂上難以理解的地方馬上就清晰啦。液壓方面，結(jié)合大二上學(xué)期的那次派克之旅，了解了更多關(guān)于液壓的知識(shí)。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是視景仿真、射頻末制導(dǎo)仿真系統(tǒng)、綜合測(cè)試暗室，在這里主要是進(jìn)行飛行環(huán)境的仿真與數(shù)據(jù)的采集。在暗室里模擬無人機(jī)的飛行環(huán)境，主要是天空電磁環(huán)境，通過全天候的紅外拍攝，將數(shù)據(jù)采集到實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)上。然后在科研人員的操作下，對(duì)仿真結(jié)果分析，提四旋翼結(jié)構(gòu)最早在 20 世紀(jì)初就已經(jīng)出現(xiàn)，對(duì)于當(dāng)時(shí)的科技水平人們嘗

6、試了許多方法，都沒很好的完成控制飛行。直到上世紀(jì) 90 年代，隨著微型計(jì)算機(jī)、傳感器、通訊技術(shù)、能源以及控制理論的發(fā)展，給四旋翼的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍，四旋翼的研究已經(jīng)成為時(shí)代的熱點(diǎn)。20 世紀(jì) 90 年代之后，隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)研究的成熟，幾克重的 MEMS 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)被制作了出來，使得多旋翼飛行器的自動(dòng)控制器可以做了。但是 MEMS 傳感器數(shù)據(jù)噪音很大，不能直接讀出來用，于是人們又花了一些年的時(shí)間研究 MEMS 去噪聲的各種

7、數(shù)學(xué)算法。這些算法以及自動(dòng)控制器本身通常需要速度比較快的單片機(jī)來運(yùn)行，于是人們又等了一些年時(shí)間，等速度比較快的單片機(jī)誕生。接著人們?cè)倩巳舾赡甑臅r(shí)間理解多旋翼飛行器的非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，給它建模、設(shè)計(jì)控制算法、實(shí)現(xiàn)控制算法。因此，直到 2005 年左右，真正穩(wěn)定的多旋翼無人機(jī)自動(dòng)控制器才被制作出來。之前一直被各種技術(shù)瓶頸限制住的多旋翼飛行器系統(tǒng)突然出現(xiàn)在人們視野中，大家驚奇地發(fā)現(xiàn)居然有這樣一種小巧、穩(wěn)定、可垂直起降、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的飛行器存在

8、。一時(shí)間研究者趨之若鶩，紛紛開始多旋翼飛行器的研發(fā)和使用。四旋翼飛行器是多旋翼飛行器中最簡(jiǎn)單最流行的一種。如上所述，最初的一段時(shí)間主要是學(xué)術(shù)研究人員研究四旋翼。2010 年，法國(guó) Parrot 公司發(fā)布了世界上首款流行的四旋翼飛行器 AR.Drone。作為一個(gè)高科技玩具，它的性能非常優(yōu)秀：輕便、靈活、安全、控制簡(jiǎn)單，還能通過傳感器懸停，用 WIFI 傳送相機(jī)圖像到手機(jī)上?，F(xiàn)在的四軸飛行器設(shè)計(jì)主要是基于經(jīng)典 PID 和互補(bǔ)濾波算法的控制系

9、統(tǒng)，飛行器飛行控制算法的設(shè)計(jì)一直是控制領(lǐng)域眾多研究者最關(guān)心和最關(guān)鍵的問題之一。傳統(tǒng)的控制策略是在飛行器系統(tǒng)的某個(gè)特定作用點(diǎn)上首先將系統(tǒng)模型線性化，然后在此基礎(chǔ)上運(yùn)用經(jīng)典控制理論對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和控制，控制精度和控制能力相對(duì)偏弱。相比之下，運(yùn)用現(xiàn)代非線性控制理論設(shè)計(jì)的控制算法，其性能明顯優(yōu)于經(jīng)典控制算法。總的來說，國(guó)內(nèi)外對(duì)于四旋翼的研究主要集中在兩個(gè)部分，其中一部分主要研究在系統(tǒng)建模和不同控制策略的優(yōu)異與否，例如賓夕法尼亞大學(xué) GRASP

10、實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)制造的室內(nèi)四旋翼飛行器，麻省理工學(xué)院所設(shè)計(jì)的四旋翼飛行器，它運(yùn)用的為擴(kuò)展卡爾曼算法對(duì)姿態(tài)傳感器得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合濾波，達(dá)到穩(wěn)定控制的目標(biāo)?？梢愿鶕?jù)要求按照計(jì)劃進(jìn)行自主飛行，并可用過Wi-Fi 與地面控制站交互信息。另一部分則更加側(cè)重飛行器在具體應(yīng)用中的研究，比較為人熟知的有亞馬遜的“首要飛行”無人機(jī)送貨項(xiàng)目。該無人機(jī)結(jié)合全球定位系統(tǒng)(GPS)從 96 個(gè)倉(cāng)庫(kù)之一直飛訂貨人門口派送低于 5 磅的貨物，亞馬迅 86%的運(yùn)送物品質(zhì)量

11、都滿足此要求。到 2013 年亞馬遜持續(xù)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行安全測(cè)試，以獲得美國(guó)聯(lián)邦航空管理局的批準(zhǔn)。實(shí)際上在四旋翼的研究過程中，其模型機(jī)的研制還沒有形成一個(gè)完備的理論體系，因此有必要從基礎(chǔ)模型部分開始搭建研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。四旋翼飛行器需要完成穩(wěn)定飛行以及各種姿態(tài)的控制，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)其姿態(tài)的感知以及旋翼動(dòng)力裝置的控制。要實(shí)現(xiàn)操控人員對(duì)飛行器的控制，還要實(shí)現(xiàn)無線遙控功能。在四旋翼飛行器的整體研發(fā)設(shè)計(jì)中，飛行控制系統(tǒng)是最基本的組成部分，也是最重要的組成部