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6 自由度多旋翼飞行器的建模与控制：Air-Ball by ...
我要感谢我的导师：Markus Wilde 博士、Tiauw Go 博士和 James Brenner 博士，感谢他们在我在佛罗里达理工学院的整个学术生涯中给予我的耐心、指导和支持。如果没有他们的专业知识，这篇论文就不可能完成。我要特别感谢 Wilde 博士，感谢他从大三设计到大四设计一直指导这个项目，并将其变成一个论文项目。这个项目给了我一个成长为工程师的绝佳机会。我还要感谢我的矩阵主管 Jose Nunez 博士，感谢他给一个刚毕业的工程研究生一个机会，并给了我在 NASA KSC 工作的机会。特别感谢我的 NASA 导师：Mike DuPuis 和 Michael Johansen，感谢他们的耐心以及他们在建模和控制方面的丰富知识。当然，我要向 NASA KSC 飞行技术部门的所有人表示感谢。最后，我要感谢我的朋友 James (Jimmy) Byrnes、Andrew Czap、Juliette Bido 和 Charles (Joe) Berry 在本论文的整个过程中给予的支持和投入。我很自豪地说我和他们是同一届的。
基于实时设计强大的四轴飞行器软件...
摘要。目前，制造可靠的无人机（无人机）是科学和技术的一项重要任务，因为此类设备在数字经济和现代生活中有很多用例，所以我们需要确保它们的可靠性。在本文中，我们建议用低成本组件组装四轴飞行器以获得硬件原型，并使用现有的开源软件解决方案开发具有高可靠性要求的飞行控制器软件解决方案，该解决方案将满足航空电子软件标准。我们将结果用作教学课程“操作系统组件”和“软件验证”的模型。在研究中，我们分析了四轴飞行器及其飞行控制器的结构，并提出了一种自组装解决方案。我们将 Ardupilot 描述为无人机的开源软件、适当的 APM 控制器和 PID 控制方法。当今航空电子飞行控制器可靠软件的标准是实时分区操作系统，该系统能够以预期的速度响应来自设备的事件，并在隔离分区之间共享处理器时间和内存。此类操作系统的一个很好的例子是开源 POK（分区操作内核）。在其存储库中，它包含一个四轴飞行器系统的示例设计，使用 AADL 语言对其硬件和软件进行建模。我们将这种技术与模型驱动工程应用于在真实硬件上运行的演示系统，该系统包含一个以 PID 控制作为分区过程的飞行管理过程。使用分区操作系统将飞行系统软件的可靠性提升到了一个新的水平。为了提高控制逻辑的正确性，我们建议使用形式验证方法。我们还提供了使用演绎方法在代码级别以及使用微分动态逻辑在信息物理系统级别验证属性的示例，以证明稳定性。
微型旋翼飞行器姿态控制方法及实现...
摘要。构建了一种基于自然交互行为手势的微型旋翼飞行器控制方法。为了实现通过手势控制微型旋翼飞行器的飞行姿态，通过Leap Motion控制器获取手掌平放姿态数据，通过坐标系变换和姿态角变换将数据转换为不同坐标系之间的旋翼飞行器姿态控制命令，并通过无线传输模块与微型旋翼飞行器进行通信，搭建了微型旋翼飞行器控制系统，实现了对旋翼飞行器的上升、悬停、降落、俯仰等飞行动作的控制。在实际实验中，通过不同的手势实现了对微型旋翼飞行器的飞行姿态控制。通过手势控制微型旋翼飞行器更符合自然交互的特点，是人机交互的一种延伸。
使用近太空飞行器进行持续 ISR - 空军大学
桃子目标：这座桥是战区最重要的地形特征之一。我营的任务是夺取并守住这座桥。我唯一的问题是，我一无所知。没有网络、没有传感器、没有情报可以告诉我是什么在保卫这座桥。没有任何东西传到我的级别，尽管我上面的人可能知道。夜幕降临，我将我的营布置在桃子目标的另一边进行防御……最后，我收到一些情报，说一个敌军旅正在向南朝我的阵地移动。然而，情况比他想象的要危险得多。面对他的不是一个敌军旅，而是三个敌军旅，至少有 25 辆坦克、80 辆装甲运兵车、火炮和 5,000 到 10,000 名敌军士兵。这支大部队应该很容易用我们的大量传感器探测到，但我们什么也没发现，直到他们撞上我们！1
太空飞行器 2023 v.2 中的立方体副本
教育工作者注册并报名参加免费课程或标准课程，以促进学生的学习和研究。提供资源以协助教育工作者。然后，学生设计与现实世界的地球或太空问题或需求相关的实验或技术。实验通过教育工作者代表学生提交的太空飞行申请提出。如果被选中，实验将于 2023 年夏季从 NASA 设施发射并返回学生。
基于实时设计强大的四轴飞行器软件...
摘要。目前，制造可靠的无人机是科学技术领域的一项重要任务，因为此类设备在数字经济和现代生活中有很多用途，因此我们需要确保其可靠性。在本文中，我们建议用低成本组件组装四轴飞行器以获得硬件原型，并使用现有的开源软件解决方案开发具有高可靠性要求的飞行控制器软件解决方案，该解决方案将满足航空电子软件标准。我们将结果用作教学课程“操作系统组件”和“软件验证”的模型。在研究中，我们分析了四轴飞行器及其飞行控制器的结构，并提出了一种自组装解决方案。我们将 Ardupilot 描述为无人机的开源软件、适当的 APM 控制器和 PID 控制方法。当今航空电子飞行控制器可靠软件的标准是实时分区操作系统，该系统能够以预期的速度响应来自设备的事件，并在隔离分区之间共享处理器时间和内存。开源 POK（分区操作内核）就是这种操作系统的一个很好的例子。在其存储库中，它包含一个四轴飞行器系统的示例设计，使用 AADL 语言对其硬件和软件进行建模。我们将这种技术与模型驱动工程应用于在真实硬件上运行的演示系统，该系统包含一个以 PID 控制作为分区过程的飞行管理过程。使用分区操作系统将飞行系统软件的可靠性提升到了一个新的水平。为了提高控制逻辑的正确性，我们建议使用形式化验证方法。我们还使用演绎方法在代码级别提供可验证属性的示例，并使用差分动态逻辑在信息物理系统级别提供可验证属性的示例，以证明稳定性。
4DOF 四轴飞行器：开发、建模和控制
本文介绍了四轴飞行器原型的发展，包括四自由度 (4DOF)，也有可能在龙卷风中旋转（偏航、俯仰和滚转）或长时间旋转 z（高度）。目标是使用商业四轴飞行器（传感器和参与者）的主要量化组件，并使用 PID、LQR 和滑模技术来控制高度和高度的应用。系统模型部分，大多数是特定的信息、使用的组件和最终的控制者、模拟和应用程序。
基于实时设计强大的四轴飞行器软件...
摘要。目前，制造可靠的无人机是科学技术领域的一项重要任务，因为此类设备在数字经济和现代生活中有很多用途，因此我们需要确保其可靠性。在本文中，我们建议用低成本组件组装四轴飞行器以获得硬件原型，并使用现有的开源软件解决方案开发具有高可靠性要求的飞行控制器软件解决方案，该解决方案将满足航空电子软件标准。我们将结果用作教学课程“操作系统组件”和“软件验证”的模型。在研究中，我们分析了四轴飞行器及其飞行控制器的结构，并提出了一种自组装解决方案。我们将 Ardupilot 描述为无人机的开源软件、适当的 APM 控制器和 PID 控制方法。当今航空电子飞行控制器可靠软件的标准是实时分区操作系统，该系统能够以预期的速度响应来自设备的事件，并在隔离分区之间共享处理器时间和内存。开源 POK（分区操作内核）就是这种操作系统的一个很好的例子。在其存储库中，它包含一个四轴飞行器系统的示例设计，使用 AADL 语言对其硬件和软件进行建模。我们将这种技术与模型驱动工程应用于在真实硬件上运行的演示系统，该系统包含一个以 PID 控制作为分区过程的飞行管理过程。使用分区操作系统将飞行系统软件的可靠性提升到了一个新的水平。为了提高控制逻辑的正确性，我们建议使用形式化验证方法。我们还使用演绎方法在代码级别提供可验证属性的示例，并使用差分动态逻辑在信息物理系统级别提供可验证属性的示例，以证明稳定性。
四旋翼飞行器精确准悬停控制的风速估计
本文重点研究了无风传感器的四旋翼飞行器的控制，这些飞行器需要在存在中等但未知的阵风的情况下准确跟踪低速轨迹。通过将风扰动建模为外源输入，并假设可以通过准静态飞行器运动补偿其影响，本文提出了一种创新的估计和控制方案，该方案包括一个线性动态滤波器，用于估计此类未知输入，并且只需要位置和姿态信息。该滤波器建立在未知输入观察器理论的结果之上，允许在不测量风本身的情况下估计风和飞行器状态。可以使用简单的反馈控制律来补偿由扰动引起的偏移位置误差。只要有相应的应用转子速度，所提出的滤波器就与用于消除跟踪误差的恢复控制方案无关。首先使用机器人操作系统中间件和 Gazebo 模拟器在模拟环境中检查该解决方案，然后使用四旋翼飞行器系统在真实风源下飞行进行实验验证。