无人机硬式空中加油风场信息提取及伸缩管控制方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61473229
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0302.控制系统与应用
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Nowadays, the control technology of boom refueling for UAVs flying under the complex wind field is an important research topic.This project focuses on how to obtain wind field information effectively, and how to control the refueling boom to align to the UAV and to alleviate the boom load automaticlly or other relevent issues when the refueling boom is working under the meteorological wind field and tanker's tail vortex flow. Firstly, considering the wind affecting on the refueling boom, an optimal estimation method of the wind information is investagted which is studied based on the fusion of the information from the differrent wind field model and the online estimation through the UAV. Secondly, for the extreme coupling problem of the boom movement in wind field, a modeling method of the refueling boom system is studied through building a complete three-vehicle coupling dynamics model in the case of wind disturbance. Then, aiming at the elastic deformation and the fluttering of the boom in wind field during the flight, the control method is investigated to restrain the phenomenon based on the fusion and ferdrated filtering of the the signals from the defferent attitude sensors. Finally, an automatic control algorithm which has a certain ability to resist wind noise is proposed to alleviate the contact load between the nozzle on the boom and the refuleing receptacle on the UAV when in-refueling flight. Altogether, the objective of the project aims at providing theoretical guidance for the boom refueling technology in the future.
复杂风场环境下的无人机硬式空中加油技术是目前无人机领域中一项重要研究课题。本项目针对无人机加油时伸缩管在受气象风场及加油机尾涡气流影响的情况下,如何有效地进行风场信息提取、自动对准控制与自动卸荷控制等问题提出深入研究。针对无人机加油过程中,伸缩管受到风场干扰,通过建立不同类型的风场模型以及风场在线估计技术,研究基于风场模型与无人机风场在线估计的联合估风最优融合方法;针对风场环境下加油伸缩管模型强耦合问题,通过建立完整加油系统的三机耦合风扰动力学模型,研究一种加油伸缩管的系统建模方法;针对风场环境下伸缩管弹性形变与颤振现象,通过对多点布局姿态传感器测量信号进行融合滤波,研究抑制加油管弹性形变时自动对准姿态控制策略;针对无人机加油对接时存在一定的接触应力,研究一套具有一定抗风干扰能力的自动卸荷控制算法。旨在通过本项目的研究,为硬式空中加油技术研究工作提供理论指导。

结项摘要

复杂风场环境下的无人机硬式空中加油技术是目前无人机领域中一项重要研究课题。然而,硬式空中加油技术作为一项较新且复杂的研究方向,由于缺乏相关资料,现有文献对其复杂风场环境下伸缩管的控制问题的研究比较有限。本项目针对硬式空中加油过程中的风场信息提取和伸缩管的控制问题分别从以下四个方面展开了一系列研究,并取得了预期的研究成果。针对无人机加油过程中伸缩管受到的风场干扰,通过建立不同类型的风场模型以及风场在线估计技术,研究了基于风场模型与无人机风场在线估计的联合估风最优融合方法,并搭建了风场测量试验平台;针对风场环境下加油伸缩管模型强耦合问题,研究了伸缩管的系统建模方法,并拓展研究了硬式加油地面试验平台的控制问题;针对风场环境下伸缩管弹性形变与自动对准,通过建立伸缩管弹性运动模型并进行模态分析,研究抑制伸缩管弹性形变抑制策略,同时对会合过程和对准过程中加油机和受油机的运动控制关系设计了相应的控制方案;针对无人机加油对接时存在一定的接触应力,研究一套具有一定抗风干扰能力的自动卸控制算法。旨在通过本项目的研究,为硬式空中加油技术研究工作提供理论指导。

项目成果

期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(21)
专利数量(4)
Sensor fault-tolerant observer applied in UAV anti-skid braking control under control input constraint
传感器容错观测器在控制输入约束下无人机防滑制动控制中的应用
  • DOI:
    10.21629/jsee.2017.01.14
  • 发表时间:
    2017-02-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF SYSTEMS ENGINEERING AND ELECTRONICS
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Sun, Hui;Yan, Jianguo;Ren, Jie
  • 通讯作者:
    Ren, Jie
Cooperative geometric localization for a ground target based on the relative distances by multiple UAVs
基于多无人机相对距离的地面目标协同几何定位
  • DOI:
    10.1007/s11432-018-9579-3
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    SCIENCE CHINA-INFORMATION SCIENCES
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Qu, Yaohong;Zhang, Feng;Xiao, Bing
  • 通讯作者:
    Xiao, Bing
Three-dimensional formation keeping of multi-UAV based on consensus
基于共识的多无人机三维编队保持
  • DOI:
    10.1007/s11771-017-3543-4
  • 发表时间:
    2017-07
  • 期刊:
    Journal of Central South University
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Zhu Xu;Zhang Xun-xun;Yan Mao-de;Qu Yao-hong
  • 通讯作者:
    Qu Yao-hong
Safe control of trailing UAV in close formation flight against actuator fault and wake vortex effect
近距离编队飞行中尾随无人机的安全控制,防止执行器故障和尾流涡效应
  • DOI:
    10.1016/j.ast.2018.01.028
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Aerospace Science and Technology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Ziquan Yu;Yaohong Qu;Youmin Zhang
  • 通讯作者:
    Youmin Zhang
采用终端滑模观测器的飞机防滑刹车系统执行机构故障重构
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    西北工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙辉;闫建国;屈耀红;张赞;任杰
  • 通讯作者:
    任杰

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    Zhu Xu Yan Jian-guo Qu Yao-hong(School of Automati
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    屈耀红
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  • 通讯作者:
    XIAO Zi-bing,YUAN Dong-li,QU Yao-hong (College of

其他文献

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多机协同作业下的组合导航定位与风场估计方法研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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