一种通用微型飞行控制器设计 105页摘 要 微小型无人机(Micro／Mini UnmannedAerial Vehicle，M【，AV)在现代军事和国民经济中发 挥着越来越重要的作用。飞行控制器是无人机系统的核心，它自动采集无人机的各种飞行参数， 输出舵面／油门指令以控制无人机的姿态和轨迹，使无人机能在没有人工操纵干预的情况下自主 飞行，完成预定的任务。因此，研制高性能的飞行控制器对改善无人机的飞行性能以及提高任 务完成效率都具有重要的意义。 本文着重研究一种通用微型飞行控制器(General Micro Flight Controller，GMFC)，以适用 于小型／微型固定翼飞行器、旋翼飞行器、飞艇以及移动机器人的控制。论文的主要工作涉及 GMFC的硬件设计与软件实现，具体内容包括： 1)分析了微型飞行控制器在国内外的研究现状和发展趋势，根据任务需求和设计指标确定 一种通用型、微型化、低功耗、高性能、低成本的嵌入式微型飞行控制器的整体方案。 2)设计了基于ARM的通用微型飞行控制器的硬件系统，包括主控模块、惯性测量单元、 静压高度计、遥控信号接收单元、数据通信模块、电源模块、附加传感器模块等；完成了整个 控制器的PCB制作以及对所有电路的调试工作，使得系统运作正常。 3)研究了基于卡尔曼滤波算法的姿态参考系统，并对姿态参考系统的静态性能和动态性能 进行测试。 4)设计了小型四旋翼飞行器本体平台并对其进行动力学建模仿真； 5)在此基础上，结合四旋翼飞行器试验平台设计了飞行控制律，开发了GMFC的软件系 统，并开展物理实验验证。
标签： 飞行控制器
上传时间： 2022-03-15
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资源较大，分为3个部分，已全部上传：第一部分：https://dl.21ic.com/download/_1-418892.html 第二部分：https://dl.21ic.com/download/_2-418893.html 第三部分：https://dl.21ic.com/download/_3-418894.html 全书共分8章。第1章，概论。是本书的总纲，主要介绍了机器人的由来与发展、定义、分类及机器人技术的研究内容等。第2章，机器人的基本结构原理。主要讲述工业机器人的组成，主要技术参数，人手臂作用机能初步分析及工业机器人的手部、手腕、手臂、机身、行走机构等原理结构和特点。第3章，机器人运动学与动力学。先后介绍了齐次坐标与动系位姿矩阵、齐次变换等基本概念，在对机器人的位姿分析的基础上，较为深入地介绍了机器人运动学和动力学方程建立的方法与步骤。第4章，机器人传感器技术。首先介绍了机器人常用传感器的分类、要求及选择，然后较为深入地介绍了机器人内部传感器和外部传感器原理等。第5章，机器人驱动技术。先后介绍了机器人液压驱动、气压驱动、电气驱动和新型驱动技术原理及结构。第6章，机器人控制技术。主要讲述工业机器人控制方式分类、机器人位置控制、运动轨迹规划、力（力矩）控制、智能控制技术及其应用等内容。第7章，机器人系统设计方法与实例。首先介绍了机器人系统设计基本方法，在此基础上详细介绍了“昆山1号6轴机器人系统设计”和“MT-R智能型移动机器人设计”过程的方法与步骤。第8章，机器人在不同领域中的应用。重点介绍了工业机器人、农业机器人、服务机器人、军用机器人、水下机器人、空间机器人、微型机器人和仿人机器人等在不同领域中的应用。本书适合理工类专业本科生教学之用。如作为大专生教材可适当删减；作为研究生用书时，部分章节应适当加深。书中有关*号的内容可作为拓展学生知识面内容。
标签： 机器人
上传时间： 2022-04-07
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资源较大，分为3个部分，已全部上传：第一部分：https://dl.21ic.com/download/_1-418892.html 第二部分：https://dl.21ic.com/download/_2-418893.html 第三部分：https://dl.21ic.com/download/_3-418894.html 全书共分8章。第1章，概论。是本书的总纲，主要介绍了机器人的由来与发展、定义、分类及机器人技术的研究内容等。第2章，机器人的基本结构原理。主要讲述工业机器人的组成，主要技术参数，人手臂作用机能初步分析及工业机器人的手部、手腕、手臂、机身、行走机构等原理结构和特点。第3章，机器人运动学与动力学。先后介绍了齐次坐标与动系位姿矩阵、齐次变换等基本概念，在对机器人的位姿分析的基础上，较为深入地介绍了机器人运动学和动力学方程建立的方法与步骤。第4章，机器人传感器技术。首先介绍了机器人常用传感器的分类、要求及选择，然后较为深入地介绍了机器人内部传感器和外部传感器原理等。第5章，机器人驱动技术。先后介绍了机器人液压驱动、气压驱动、电气驱动和新型驱动技术原理及结构。第6章，机器人控制技术。主要讲述工业机器人控制方式分类、机器人位置控制、运动轨迹规划、力（力矩）控制、智能控制技术及其应用等内容。第7章，机器人系统设计方法与实例。首先介绍了机器人系统设计基本方法，在此基础上详细介绍了“昆山1号6轴机器人系统设计”和“MT-R智能型移动机器人设计”过程的方法与步骤。第8章，机器人在不同领域中的应用。重点介绍了工业机器人、农业机器人、服务机器人、军用机器人、水下机器人、空间机器人、微型机器人和仿人机器人等在不同领域中的应用。本书适合理工类专业本科生教学之用。如作为大专生教材可适当删减；作为研究生用书时，部分章节应适当加深。书中有关*号的内容可作为拓展学生知识面内容。
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资源较大，分为3个部分，已全部上传：第一部分：https://dl.21ic.com/download/_1-418892.html 第二部分：https://dl.21ic.com/download/_2-418893.html 第三部分：https://dl.21ic.com/download/_3-418894.html 全书共分8章。第1章，概论。是本书的总纲，主要介绍了机器人的由来与发展、定义、分类及机器人技术的研究内容等。第2章，机器人的基本结构原理。主要讲述工业机器人的组成，主要技术参数，人手臂作用机能初步分析及工业机器人的手部、手腕、手臂、机身、行走机构等原理结构和特点。第3章，机器人运动学与动力学。先后介绍了齐次坐标与动系位姿矩阵、齐次变换等基本概念，在对机器人的位姿分析的基础上，较为深入地介绍了机器人运动学和动力学方程建立的方法与步骤。第4章，机器人传感器技术。首先介绍了机器人常用传感器的分类、要求及选择，然后较为深入地介绍了机器人内部传感器和外部传感器原理等。第5章，机器人驱动技术。先后介绍了机器人液压驱动、气压驱动、电气驱动和新型驱动技术原理及结构。第6章，机器人控制技术。主要讲述工业机器人控制方式分类、机器人位置控制、运动轨迹规划、力（力矩）控制、智能控制技术及其应用等内容。第7章，机器人系统设计方法与实例。首先介绍了机器人系统设计基本方法，在此基础上详细介绍了“昆山1号6轴机器人系统设计”和“MT-R智能型移动机器人设计”过程的方法与步骤。第8章，机器人在不同领域中的应用。重点介绍了工业机器人、农业机器人、服务机器人、军用机器人、水下机器人、空间机器人、微型机器人和仿人机器人等在不同领域中的应用。本书适合理工类专业本科生教学之用。如作为大专生教材可适当删减；作为研究生用书时，部分章节应适当加深。书中有关*号的内容可作为拓展学生知识面内容。
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上传时间： 2022-04-07
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一、运动学二、静力学三、动力学四、碰撞五、抛体六、飞机......
标签： 物理学
上传时间： 2022-05-14
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双足步行机器人（Biped Walking Robot）是一种仿人机器人，是移动式机器人领域中一类重要的仿生系统。双足步行机器人作为一种移动式机器人，它与轮式，履带式机器人相比有许多优点与优越性。由于双足步行机器人的行走具有独特的适应性和拟人性，其行走控制成为当今研究的热点。步行运动模式与运动控制是影响双足步行机器人技术进步的重要问题，也是双足步行机器人成功而有效地实现稳定步行的理论基础和技术关键。本文针对双足步行机器人步行模式生成与步行控制相关问题进行了研究，并在虚拟现实的实验环境中实现了机器人以给定步行模式的行走。取得的主要科研成果有：第一：基于平面倒立摆线性模型的双足步行机器人步行运动模式生成。本文对双足步行机器人的动力学模型进行了简化，采用平面倒立摆的线性化模型作为双足步行机器人步行模式生成的简化模型。设计了基于倒立摆线性化模型步行模式生成算法，对双足步行机器人前向行走，侧向行走与拐弯行走的腰部重心位置轨迹与速度轨迹进行了规划。对于双足步行具有双脚作支撑期的特点，本文采用了七次多项式插值，分两阶段对具有双脚支撑期的步行运动的腰部运动轨迹进行规划，实现了期望的运动模式。第二：基于小脑模型控制器的双足步行机器人逆运动学控制系统。本文针对双足步行机器人腿部逆模型求解问题，提出一种基于小脑模型连接控制网络CMAC（Cerebellar Model Articulation Controller）的机器人逆运动学控制方法。机器人腿部正运动学模型采用Denavit-Hartenberg方法进行建模，在建立双足步行机器人正运动学模型基础上，设计了基于CMAC的控制系统。系统采用两个CMAC直接控制机器人的腿部运动。两个CMAC逆模型控制器分别逼近步行机器人支撑腿与摆动腿的逆模型，实现了对腰部运动轨迹的跟踪控制。第三：基于虚拟现实环境的双足步行机器人行走控制实验。
上传时间： 2022-06-19
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首先，本文分析了双足机器人动态步行过程的运动学特征。即分析双足步行机器人连杆的位置和姿态与各个关节角之间的关系。包含双足机器人动态步行的正运动学与逆运动学特性。其中，针对双足步行机器人的逆运动学问题，使用了解析法与数值法进行求解，并对上述两种方法进行了对比。其次，在针对双足机器人动态步行过程运动学特性的分析基础上，推导出双足步行机器人零力矩点（ZMP）的计算公式，该公式称为ZMP基本方程。ZMP基本方程描述了机器人ZMP与机器人质心之间的关系。在此基础上，使用拉格朗日方法建立了双足步行机器人的动力学模型，其中包括单脚支撑阶段与双脚支撑阶段的动力学模型。为了方便得到双足步行机器人的步行模式，使用桌子——小车模型模拟机器人动态步行。使用该等效模型与2MP基本方程，本文设计了基于ZMP的双足机器人动态步行模式生成算法。生成步行模式之后，将机器人关节角时间序列带入机器人动力学模型计算，可以得到关节力矩时间序列。关节驱动器按照力矩时间序列控制关节运动即可实现动态步行。但是，考虑到数值计算等因素导致的误差累计，本文同时基于桌子—一小车模型设计了动态步行稳定控制器，该控制器的作用是通过修正期望ZMP轨迹调节机器人躯干的倾斜角度。最后，基于本文所设计的双足步行机器人逆运动学问题求解算法、动态步行模式生成算法与步行稳定控制器所组成的控制系统，采用开放源代码动力学引擎0pen Dynamic Engine 进行仿真验证。首先在三维虚拟环境中建立了双足步行机器人虚拟样机模型，其次设计了零重力环境下刚体运动实验与双足动态步行实验。验证了本文针对双足步行机器人动态步行所设计的控制方法的有效性。
上传时间： 2022-06-19
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COMSOL Multiphysics是一款大型的高级数值仿真软件，由瑞典的COMSOL公司开发，广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家誉为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”，适用于模拟科学和工程领域的各种物理过程。作为一款大型的高级数值仿真软件，COMSOL Multiphysics以有限元法为基础，通过求解偏微分方程（单场）或偏微分方程组（多场）来实现真实物理现象的仿真。COMSOL Mutiphysics以高效的计算性能和杰出的多场直接耦合分析能力实现了任意多物理场的高度精确的数值仿真，在全球领先的数值仿真领域里广泛应用于声学、生物科学、化学反应、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应用。在全球各著名高校，COMSOL Multiphysics已经成为讲授有限元方法以及多物理场耦合分析的标准工具；在全球500强企业中，COMSOL Multiphysics被视作提升核心竞争力，增强创新能力，加速研发的重要工具。COMSOLMultiphysics多次被NASA技术杂志选为“本年度最佳上榜产品”，NASA技术杂志主编点评到，“当选为NASA科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者，表明COMSOL Multiphysics是对工程领域最有价值和意义的产品"。
标签： 高级数值仿真软件 COMSOL Multiphysics
上传时间： 2022-06-19
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本书包含四个组成部分：导论，监督学习，无监督学习，神经网络动力学模型。导论部 分介绍神经元模型、神经网络结构和机器学习的基本概念和理论。监督学习讨论感知机学习 规则，有监督的Hebb学习，Widrow-Hoff学习算法，反向传播算法及其变形，RBF网络，正则 化网络，支持向量机以及委员会机器。无监督学习包括主分量分析，自组织特征映射模型的 竞争学习形式，无监督学习的信息理论，植根于统计力学的随机学习机器，最后是与动态规 划相关的增强式学习。
标签： 神经网络
上传时间： 2022-06-21
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仿人机器人是真正字面意义上或狭义的“机器人”，其研究和发展代表了机器人学的尖端水平。有关仿人机器人的工作早在20多年前就开始了，当时着重于双足步行机的研究和开发。只是自从10年前本田推出仿人机器人P2后，仿人机器人的研发才形成了一个热潮，至今方兴末艾。除了日本推出了QR1（）、ASlM（）和HRP-2等著名的仿人机器人以外，中国、韩国、美国和欧洲等国家和地区也成功地研制了各自的仿人机器人。虽然仿人机器人的研究已成为机器入学中的一个重要分支，有很多研究人员和工程技术人员在这方面进行了大量的学术研究和技术开发，并取得了丰硕的成果，但却未见到系统地介绍和阐述仿人机器人的专著。在这种背景下，由日本产业技术综合研究所棍田秀司等人著的《仿人机器人》夺得了先声，填补了这方面的一个空白。据译者所知，该书是第一部系统介绍仿人机器人的专著。书中既有对仿人机器人历史发展的简明扼要的介绍，又有基本理论和分析，还有对实际机器人系统的引用。内容包括仿人机器人学的运动学、ZMP和动力学，双足步态规划和全身运动模式的生成和动力学仿真等，是对10多年来仿人机器人的研究成果（尤其是作者们的成果）的总结，在一定程度上反映了当今世界在仿人机器人上的最新发展和水平。这本学术专著并不是纯理论介绍，几乎所有的理论和算法都有实际机器人系统和平台的支持，书中图文并茂、深入浅出、内容生动。本书的日文原著由四位作者共同写就，每位作者撰写其最擅长的专题。几位作者都是产业技术综合研究所属下的智能系统研究所仿人机器人HRP-2研发小组的主要成员。《仿人机器人》是他们多年的学术研究和系统开发的概括。除日文原著外，还计划推出英文、中文（即本书）、法文和德文版本，以五种文字向全世界出版发行。如果本书在中国的出版能对我国的机器人研究和开发有所启发、帮助和推动，那么译者的初衷和愿望也就实现了。本书的翻译主要基于英文手稿，并参考了日文原著。在翻译过程中，译者随时与作者商讨，力术翻译准确到位。尽管如此，因译者的水平和时间所限，译文中难免会有不妥甚至错误之处，欢迎读者批评和指正。
标签： 机器人
上传时间： 2022-06-24
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