水上无人机自主着水控制系统设计有体征监测功能的无人机野外搜救

       水上无人机在高海况下的着水问题,本文在分析了不同着水阶段特性的基础上,提出了一种自主着水控制系统设计方案.该方案将整个系统分为速度控制子系统和姿态控制子系统.速度控制子系统包含速度动态逆控制器和油门切换模块,姿态控制子系统包含海浪滤波器俯仰角反步控制器、高度PID控制器、俯仰角切换模块和T-S模糊推理模块.其中,海浪滤波器能有效滤除受扰姿态角中的海浪高频扰动,避免了着水之后舵面的频繁抖动;俯仰角反步控制器采用指令滤波的反步法设计,有效缓解了高海况下的舵面饱和问题.最后,在不同海况条件下进行了仿真.仿真结果表明所设计的控制系统具有良好的控制性能.

       研究了用无人机(UAV)搜救遇险人员的技术.针对现有的无人机搜救系统仅考虑了待救人员的位置信息而未考虑其体征信息的情况,设计并实现了一种具有体征监测功能的UAV搜救系统.该系统的重要组成部分是待搜救人员携带的救援信标机和安装在待搜救人员身上的ECG体征监测仪,ECG体征监测仪通过蓝牙接口把监测到的体征信号传给信标机,信标机利用它与无人机系统的通信链路将遇险人员的地理位置信息和体征信息传到地面救援中心,救援中心则会根据待救人员的具体体征情况进行有针对性的救援.试验表明,设计的这种UAV搜救系统能有效跟踪遇险人员的体征信息,为实施有针对性的救援提供了可能。


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