无人机实习报告共14篇.docx
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1、无人机实习报告(共14篇) 第1篇:认知实_报告 无人机认知实_报告专业: 班级: 姓名: 学号: 实践单位:无人机特种技术国防科技重点实验室 实践时间:一、实_目的 通过对无人机特种技术国防科技重点实验室的四个实验室进行有针对性的参观、学_,可以提高对本专业的了解和认识,增加学_兴趣和增强专业自豪感,为日后专业知识的学_打下良好的基础。同时,实_对学生了解社会、接触生产实际、加强劳动观念、培养动手能力和理论与实践相结合的能力等方面亦具有重要的意义。 二、实_内容年10月15日下午,我们在班主任老师的带领下到位于高新区的无人机所进行参观、学_。西北工业大学第365研究所(西安爱生技术集团公司)
2、隶属于西北工业大学,坐落于陕西省西安市国家级高新技术产业开发区,是以无人机研发为主,集科、工、贸于一体的具有独立法人资格的现代高科技企业。国防科技实验室体系由国防科技国家实验室、国防科技重点实验室、国防重点学科实验室三类实验室构成。其中,国家实验室是综合型的实验室,主要从事国防重大基础研究、战略高技术和系统集成技术研究;重点实验室是专业型的实验室,主要从事探索性、创新性和重大关键技术的基础与应用基础研究;学科实验室是基础型的实验室,主要从事国防基础科学和前沿技术领域的新原理、新方法、新技术研究。三类实验室定位和功能不同,相互促进,协调发展。通过本次参观,我们国防意识、专业认知以及目标性都加强了
3、进入实验室大楼,就被实验室的简介所吸引,我们都知道年10月1日,在60年国庆大阅兵中,首次亮相的无人机方队全部3个型号均由西工大研制生产。于是我们怀着无限的向往进入实验室参观。第一个实验室是通用半物理仿真/红外末制导仿真系统,以及很多无人机上的零件,如陀螺仪,导航芯片,多级,电源,发电机等等。讲解人员给我们一一介绍了无人机的各种组件,这些都是最最基础的元器件,有很多我们都在学校学_过,介绍过程中,将实物与所学知识相结合,加深了认识。介绍内容包括传感器、陀螺、发电机、液压系统等,其中,传感器让我回忆起好多之前的知识,而我对我们正在学_的陀螺和电机方面的介绍特别感兴趣。在实物的帮助下,一些课堂上
4、难以理解的地方马上就清晰啦。液压方面,结合大二上学期的那次派克之旅,了解了更多关于液压的知识。第二个实验是视景仿真、射频末制导仿真系统、综合测试暗室,在这里主要是进行飞行环境的仿真与数据的采集。在暗室里模拟无人机的飞行环境,主要是天空电磁环境,通过全天候的红外拍摄,将数据采集到实验室计算机上。然后在科研人员的操作下,对仿真结果分析,提出方案。我们参观时,实验室正在进行实验,不得不说场面还是很壮观的,我们是好奇又叹服。第三个实验是四旋翼仿真系统,以及无人直升机的性能测试。一进入实验室就有一种亲切的感觉,哪些轻木做的航模曾经也从我们手中飞起过。当然这的实验台要高级的多。在四旋翼仿真系统前,我们与班
5、主任及讲解员讨论了许久,认识了许多新的知识和概念。这样的系统,在国外影片中有见过,但是,作为大学生的我真的很难完成这样的工程系统,由此,我看见了自己与他人的差距,日后还要继续努力才行。第四个实验是地面站、地形跟随仿真系统、起降模拟系统,这里主要是对无人机起降与飞行过程的模拟与监控。看着一个个的显示台和操作柄,感觉自己已经身临其境了。讲解人员向我们介绍了模拟系统后,又向我们示范了无人机的起飞与转弯过程,让我们更直观的了解无人机的飞行过程。三、实_总结虽然实_时间很短,但是我们还是学到了很多知识,无论是元件的还是系统的,都有了更全面的了解。一方面,我们加深了专业知识的认知和理解。另一方面,我们也看
6、见了专业的前景,提高了学_的兴趣。但是,同时我们也不可忽视一些问题。虽然我们的科研一直都在进步,但是与发达国家的差距还是很大,我们不可能依靠他们的帮助而前进,只有我们的科研人员脚踏实地的进行研究,才有希望。而我们现在必须加强文化与道德的学_,将来为我国的科技进步做贡献。第2篇:无人机研发报告无人机研发报告飞行器可用于民用事业、满足国防需求,也可以开发和利用航空资源,国内外对飞行器都进行了大量的研究飞行器的研究主要分为三个类型,固定翼机、旋翼机和扑翼机。 无人飞行器(UAV)自主飞行的技术多年来一直 是航空领域研究的热点,并且在实际应用中存在 大量的需求,例如军事(侦察目标捕获与营救任务等),科
7、学数据采集(地质、林业勘探、农业病虫害防治等),视频监控(航拍FPV、影视制作等)等。利用无人飞行器来完成上述任务可以大大降低成本和提高人员安全保障。四轴飞行器具备VTOL(Vertical Take-Off and Landing,垂直起降)飞行器的所有优点,又具备无人机的造价低、可重复性强以及事故代价低等特点,具有广阔的应用前景。它是无人飞行器(UAV)的一种特殊机型,其具有十字排列的四个螺旋桨方便起飞与控制,在低空低速状态,可以在狭小的空间里执行任务。与其他无人机比较,由于结构简单,方便携带且维护成本低。无人自主飞行平台能够自主飞行并完成相应任务,与通用有人飞机相比,其造价低廉,可维护性
8、使用费用都具有明显优势。在近年来的历次战争中,发挥着重要作用,在民用方面与救灾领域运用前景广阔,例如无人机可在发生灾害后及时实施监控灾情,对救灾和灾害处理产生有益影响。因此对于四轴飞行器的研究具有重大的现实意义。四旋翼结构最早在20世纪初就已经出现,对于当时的科技水平人们尝试了许多方法,都没很好的完成控制飞行。直到上世纪90年代,随着微型计算机、传感器、通讯技术、能源以及控制理论的发展,给四旋翼的发展带来了质的飞跃,四旋翼的研究已经成为时代的热点。20世纪90年代之后,随着微机电系统(MEMS)研究的成熟,几克重的MEMS惯性导航系统被制作了出来,使得多旋翼飞行器的自动控制器可以做了。但是M
9、EMS传感器数据噪音很大,不能直接读出来用,于是人们又花了一些年的时间研究MEMS去噪声的各种数学算法。这些算法以及自动控制器本身通常需要速度比较快的单片机来运行,于是人们又等了一些年时间,等速度比较快的单片机诞生。接着人们再花了若干年的时间理解多旋翼飞行器的非线性系统结构,给它建模、设计控制算法、实现控制算法。因此,直到年左右,真正稳定的多旋翼无人机自动控制器才被制作出来。之前一直被各种技术瓶颈限制住的多旋翼飞行器系统突然出现在人们视野中,大家惊奇地发现居然有这样一种小巧、稳定、可垂直起降、机械结构简单的飞行器存在。一时间研究者趋之若鹜,纷纷开始多旋翼飞行器的研发和使用。四旋翼飞行器是多旋翼
10、飞行器中最简单最流行的一种。如上所述,最初的一段时间主要是学术研究人员研究四旋翼。年,法国Parrot公司发布了世界上首款流行的四旋翼飞行器AR.Drone。作为一个高科技玩具,它的性能非常优秀:轻便、灵活、安全、控制简单,还能通过传感器悬停,用WIFI传送相机图像到手机上。现在的四轴飞行器设计主要是基于经典PID和互补滤波算法的控制系统,飞行器飞行控制算法的设计一直是控制领域众多研究者最关心和最关键的问题之一。传统的控制策略是在飞行器系统的某个特定作用点上首先将系统模型线性化,然后在此基础上运用经典控制理论对系统进行分析和控制,控制精度和控制能力相对偏弱。相比之下,运用现代非线性控制理论设计
11、的控制算法,其性能明显优于经典控制算法。总的来说,国内外对于四旋翼的研究主要集中在两个部分,其中一部分主要研究在系统建模和不同控制策略的优异与否,例如宾夕法尼亚大学GRASP实验室设计制造的室内四旋翼飞行器,麻省理工学院所设计的四旋翼飞行器,它运用的为扩展卡尔曼算法对姿态传感器得到的数据进行融合滤波,达到稳定控制的目标。可以根据要求按照计划进行自主飞行,并可用过Wi-Fi与地面控制站交互信息。另一部分则更加侧重飞行器在具体应用中的研究,比较为人熟知的有亚马逊的“首要飞行”无人机送货项目。该无人机结合全球定位系统(GPS)从96个仓库之一直飞订货人门口派送低于5磅的货物,亚马迅86%的运送物品质
12、量都满足此要求。到年亚马逊持续对该项目进行安全测试,以获得美国联邦航空管理局的批准。实际上在四旋翼的研究过程中,其模型机的研制还没有形成一个完备的理论体系,因此有必要从基础模型部分开始搭建研究实验平台。四旋翼飞行器需要完成稳定飞行以及各种姿态的控制,需要实现对其姿态的感知以及旋翼动力装置的控制。要实现操控人员对飞行器的控制,还要实现无线遥控功能。在四旋翼飞行器的整体研发设计中,飞行控制系统是最基本的组成部分,也是最重要的组成部分。飞行控制器配备各种传感器,以实现对飞行器姿态的测量;配备微控制器经程序设计实现控制系统核心,对传感器测量数据进行融合计算,根据姿态与位置,结合遥控量实现符合要求的控制
13、输出;根据飞行控制器的运算输出,实现电机转速的控制。通过测量、运算、输出完成整个闭环控制系统。因此,飞行控制器的硬件组成部分主要包括姿态传感器、微控制器、电机驱动部分以及电机等。同时还要有合适的稳压电路模块和相应的无线通信模块来实现与地面控制系统的数据交换。如图1-1所示微控制器微控制器无线无线接收接收模块模块33轴重力轴重力加速度传加速度传感器感器33轴电子轴电子陀螺仪传陀螺仪传感器感器电机驱电机驱动模块动模块电电机机稳压电源模块稳压电源模块图1-1 硬件结构框图在飞行器设计过程中,飞行器控制系统软件部分的设计也是极其重要的,软件系统由5部分构成:初始化模块、遥控器解码、姿态处理、综合处理单
14、元和电机驱动。其中,在整个系统设计中,控制反馈环节中的姿态角求解问题,是整个四旋翼飞行器飞行控制器的核心部分之一。如图1-2所示初始化模块遥控器解码综合处理单元电机驱动姿态处理图1-2 程序整体结构在完成硬件系统和软件系统部分的设计并组装完成之后,我们四旋翼进行反复实验与调试试飞并对在实验过程中获得的姿态数据进行了分析处理。姿态解运算采用互补滤波方式,通过对陀螺仪角速度测量值高通滤波和加速度测量值低通滤波,形成互补方式进行姿态角估算。如图1-3所示,使用上位机显示姿态融合前后 X 轴偏角的波形。红色:加速度计算出的角度;绿色:滤波后的角度。图1-3 X轴偏角融合效果图可以看到最前面静止区域,绿
15、色曲线几乎不受噪声影响,说明静止时滤波效果到达要求。图中A部分是静止时产生的数据,由于加速度传感器受噪声污染严重,所以,波形震动较大,对比绿色曲线,说明滤波效果较好;B部分是飞行器从水平状态,绕 Y 轴旋转后不同姿态所得角度融合的结果;C部分是晃动时的数据,加速度传感器受干扰严重,对比绿色曲线,说明互补滤波在本设计中达到了不错的效果。姿态解算出四旋翼飞行器的俯仰角(Pitch)、翻滚角(Roll)、偏航角(Yaw),倾角曲线如图1-4所示,蓝色是俯仰角,红色是翻滚角,绿色是偏航角。从图像上看,姿态角几乎不受噪声影响。图1-4 姿态欧拉角曲线图在试飞过程中,我们对姿态的稳定性能和指令跟踪性能进行
16、实际飞行测试,即分别测试遥控器指令信号为0 时四旋翼的姿态保持性能和遥控指令信号发生变化时四旋翼姿态对指令信号的跟踪性能。 在0, 60秒内,滚转和俯仰通道的遥控器指令信号均保持为 0,由图 1-5(a)和图 1-5(c)可以看出,四旋翼的滚转角和俯仰角能够稳定在较小角度内。对于滚转通道,在60, 110秒区间内,不断小角度变化指令信号,由图1-5(a)可以看出,实际角度基本能够实现对指令信号的快速跟踪;在110, 130秒区间内,指令信号大范围持续变化,由放大图1-5(b)可以看出,实际滚转角同样能够实现快速大角度下的指令信号跟踪,而在指令信号恢复为小角度甚至 0 时,实际滚转角仍然具有良好
17、的响应表现。图1-5(a) 翻滚通道性能测试 图1-5(b) 翻滚通道性能测试图1-5(c)俯仰通道性能测试 图 1-5(d)偏航通道稳定保持测试由图1-5(c)可以看出,实际俯仰角能够实现快速大角度下的指令信号跟踪,而在指令信号恢复为小角度甚至 0 时,实际俯仰角仍然具有良好的响应性能。对于偏航通道我们进行了稳定保持性能测试,即指令偏航角速率始终为 0,考察偏航通道的保持性能,测试结果如图1-5(d)所示,可以看出,在进行上述滚转、俯仰通道测试过程中,偏航通道角度能够保持在 5 度以内,达到了很高的稳定保持性能。由上述姿态测试可以看出,设计的飞行控制系统能够对姿态实现较高精度的稳定保持和指令
18、跟踪控制,表现出优秀的控制性能。在对四旋翼的多次试飞试验中发现,飞行器的姿态控制,其俯仰角度与横滚角度的控制误差可以保持在 10度以内,但是偏航角度则经常出现震荡。经分析,偏航角度只有靠1个单轴电子式陀螺仪测量,其温漂导致测量精度与准确度大大下降,使得控制器性能大大降低。由于陀螺仪传感器几乎不受震动的影响,陀螺仪产生的误差主要是长时间积分的累积误差。短时间内,陀螺仪数据是可靠的;长时间内,需要加速度传感器对其校正,提高数据的可靠性。陀螺仪传感器数据在积分过程中,时间积分为0的噪声数据会被平滑滤掉。在加速度计与陀螺仪测量值之间设定固定权值,所得姿态角能够满足飞行器基本飞行动作需求。依据实验结果,
19、姿态融合算法存在以下几个方面问题:(1)测量姿态角时,由于陀螺仪测量角速度随着积分时间的增长,误差会逐渐增大,需要采用加速度对角速度积分进行短期与长期融合修正;(2)采用固定权值进行姿态融合过程中,融合得到姿态角与最终姿态角有一定差距,固定权值的取值需进行多次试验,并且权值需保留一定的精度才能取得更好的效果;(3)在嵌入式设备中,类似互补滤波算法以及四元数等运算,仍然需要较长的处理时间;(4)飞行器偏航角测量是采用陀螺仪角速度计 Z 轴时间积分,角速度值积分短时间内是比较准确,但是积分时间越长,误差则会逐渐积累,所得偏航角与实际偏航角误差很大。则单独使用积分无法得到准确偏航角。试验中发现,飞行
20、器的姿态控制,其俯仰角度与横滚角度的控制误差可以保持在5度以内,但是偏航角度则经常出现震荡。经分析,偏航角度只有靠 1 个单轴电子式陀螺仪测量,其温漂导致测量精度与准确度大大下降,使得控制器性能大大降低。四旋翼飞行器的稳定性需要进一步实验调试,经多次实验才能得到更加稳定的飞行控制参数。四旋翼飞行器有着特殊的结构,在军事、工业及民用领域均有广阔前景。固定翼飞行器需要通过控制螺旋桨浆距以完成不同飞行动作,与固定翼飞行器不同的是,四旋翼飞行器仅仅调整四个螺旋桨不同转速即可完成各种飞行动作,且有着极高的灵敏度。通过设置不同系统参数,还可实现对飞行器稳定性及反应灵敏度进行灵活控制,满足各种应用场合不同需
21、求。在未来的研究中,四旋翼的研究必将成为拥有很广的应用价值和使用前景,可以说,在未来的10-20年,无人机行业必将进入黄金发展轨道。第3篇:无人机人才需求调研报告玉溪技师学院 玉溪工业财贸学校低空无人机操控技术专业人才需求调研报告年8月摘 要为了解当地及周边地区相关企业和低空无人机操控技术专业技能型人才规格和数量需求,掌握低空无人机操控技术专业毕业生就业现状和职业发展情况,实现技能型人才培养和行业需求对接,保证人才培养质量,服务产业升级发展,特开展低空无人机操控技术专业人才需求及毕业生就业调查。调查对象:一是中等职业学校低空无人机操控技术专业毕业生可能服务的相关行业企业;二是联办学校低空无人机
22、操控技术专业毕业生;三是行业从业人员。调查目的:一方面为了了解相关企业对低空无人机操控技术专业人才的需求数量、规格要求以及招聘途径、内部人才培养途径以及与学校合作意向等问题;另一方面为了摸清毕业生的就业情况、薪酬水平、岗位职责、职业生涯发展情况等。由于调查范围较广,本调查采用组织教师下企业实地调研,与企业部门领导、工程技术人员、一线职工及本专业毕业生进行座谈、讨论,企业现状参观,现场提问并发放调研表及调研问卷。在对毕业生跟踪调查中,共发出100张调查问卷,收回98张;在对行业调查中,共发出20张调查问卷,收回19张;在对家长调查表中,共发出100张调查表,收回91张。通过座谈、讨论、参观和对调
23、查问卷的汇总和分析,得出了调研结论,为低空无人机操控课程设置和人才培养模式改革提供了坚实的基础。2一、调研背景及目的(一)调研背景为我市提供更多就业机会,天津博诺机器人与我校开展校企合作,培养低空无人机操控技术专业人才。后期将引进低空无人机操控相关企业进驻玉溪市,提升我市工业水平。低空无人机操控技术是一门新兴的综合性技术,自在我国推广和应用以来,在军用和民用技术领域获得了广泛应用。在具体应用中,低空无人机也成为我国国防建设、地质勘测、电网巡视、高速公速巡查、气象检测、海事巡逻等多个领域所采用的作业手段和提升产业规模水平发展的工具。甚至在近几年的几场国际局部战争中均大批量的使用了无人机,可以预见
24、的是无人机在未来战场上的用途将越来越大,它必然会成为世界各军事大国武器装备发展的重点。(二)调研目的通过深入行业和企业走访管理人员、专业工程技术人员、生产一线的技术工人及毕业生,进行调查分析,为增设低空无人机操控技术专业及专业定位、专业建设提供基本依据。1通过调研进一步明确低空无人机操控发展趋势及专业人才的需求状况;2根据行业对低空无人机操控技术专业人才的需求,确定是否增设专业、专业定位、专业建设与校企合作;3明确低空无人机操控技能型人才的能力要求、需求层次、招聘途径、内部人才培养途径;4了解毕业生的就业情况、薪酬水平、岗位职责、知识技能应3 用情况等问题;5增强学校与企业的联系,进一步完善校
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