双接收机并行动力学参数模型辨识系统技术方案

双接收机并行动力学参数模型辨识系统属于无人机建模技术领域，其特征在于，含有：遥控接收机，飞行控制计算机，数据电台、地面站和遥控发射机，其中：无人机和地面站采用完全相同的遥控接收机和飞行控制计算机，同时接收遥控发射机的指令信号并采样；无人机飞行控制计算机在完成遥控飞行的同时，通过数据电台将无人机的动力学响应数据发送给地面站；地面站同时记录无人机的动力学响应数据和地面站检测到的遥控指令信号，作为动力学模型辨识的原始样本数据。本发明专利技术可以在无人机辨识实验中获得高度同步、真实和准确的实验数据，并使操作员的活动范围不受数据线长度的限制，从而可以方便地开展无人机飞行实验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是用于无人机动力学模型辨识的数据采样系统，能够高度同步、准确地采 集无人机参数模型辨识过程中的控制指令和动力学响应数据。主要应用在航空航天、无人 机、机器人辨识建模等

技术介绍
在无人机或其他复杂系统的辨识实验中，需要高度实时地读取遥控器指令，并与 无人机的动力学响应实时对应。传统的遥控指令读取方法是利于数据线将遥控发射机连接到地面站，通过地面 站直接采集遥控器内部的指令信号并解码得到遥控指令。由于遥控器内部的指令信号是在 遥控指令的发射之前采集的，而实际的遥控器指令还需经过编码、发射、接收、解码、各通道 PWM(Pulseffidth Modulation)波生成等环节，才能从遥控接收机输出到飞行控制计算机。 随后，飞行控制计算机还需对遥控接收机的输出信号进行检测和量化，然后才能发送给无 人机的舵机，以控制无人机的飞行。因此，如果从遥控发射机内部直接读取信号，那么得到的遥控指令与无人机飞行 控制计算机实际得到的遥控指令存在时间偏差和量化误差。此外，由于采用数据线连接遥 控器和地面站，所以无人机操作员必须在离地面站有限的半径(数据线长度)内工作。这 在无人机调试和飞行实验中是非常不便的。本专利技术通过采用相同的遥控接收机和飞行控制计算机组成指令采样系统，可以保 证地面站读取的遥控指令与舵机接收的遥控指令完全同步，并与无人机的动力学响应数据 完全对应。由此可以保证在辨识实验中指令与响应数据采样中的高度同步性，进而获得真 实、准确、实时的模型辨识原始数据。此外，由于采用了双接收机的方法，地面站通过遥控接 收机的无线连接，而不是数据线的有线连接读取遥控指令。因此，无人机操作员的活动范围 不再受数据线长度的限制，从而可以方便地调试无人机和开展飞行实验。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够无人机参数模型辨识过程中，高度同步、准确地 采集的控制指令和动力学响应数据的无人机参数模型辨识的数据采样系统。本专利技术的特征在于，含有2个遥控接收机，2台飞行控制计算机，2个数据电台、1 台地面站和1台遥控发射机，其中无人机和地面站各采用1个完全相同的遥控接收机和1个完全相同的飞行控制计 算机；无人机的遥控接收机和飞行控制计算机在接收遥控发射机指令信号、完成遥控飞行 的同时，通过数据电台将无人机的动力学响应数据经过发送给地面站；地面站的遥控接收 机和飞行控制计算机用于接收并量化遥控发射机的指令信号；地面站将无人机飞行控制计 算机发回的动力学响应数据和地面站飞行控制计算机传送的遥控指令同步记录下来，作为 无人机动力学模型辨识的原始样本数据。3本专利技术的优点在于组成简单、易于实施、高度实时。可以保证地面站读取的遥控 指令与舵机接收到的遥控指令完全同步，故可以在辨识实验中保证指令与响应数据采样中 的高度同步性，进而获得真实、准确、实时的参数辨识原始数据。此外，由于采用了双接收机 的方法，地面站通过遥控接收机的无线连接，而不是数据线的有线连接读取遥控指令。因 此，无人机操作员的活动范围不再受数据线长度的限制，从而可以方便地调试无人机和开 展飞行实验。附图说明图1是双接收机并行动力学参数模型辨识系统的原理图。图中1.无人机遥控接收机，2.地面站遥控接收机，3.无人机数据电台，4.地面站 数据电台，5.无人机飞行控制计算机，6.地面站飞行控制计算机，7.地面站，8.遥控发射 机。具体实施例方式在图1中，无人机操作员通过遥控发射机(8)向无人机发送遥控指令信号，以操纵 无人机的飞行；遥控发射机(8)以广播的方式，将遥控指令同时发送到无人机遥控接收机 (1)和地面站遥控接收机(2)；无人机遥控接收机(1)和地面站遥控接收机(2)同步接收遥 控发射机(8)的指令信号；无人机飞行控制计算机(5)和地面站飞行控制计算机(6)同步 运行相同时间周期的指令；无人机飞行控制计算机(5)和地面站飞行控制计算机(6)同步 地采集并量化遥控发射机(8)的指令信号；地面站飞行控制计算机(6)向地面站(7)发送 遥控发射机(8)的指令数据；无人机飞行控制计算机(5)通过无人机数据电台(3)和地面 站数据电台⑷向地面站(7)发送无人机的动力学响应数据；地面站(7)将遥控指令和无 人机的动力学响应数据同步地记录下来，得到无人机动力学响应的原始数据，以用于飞行 实验之后的动力学模型辨识。地面站飞行控制机(6)以无线连接的方式，通过地面站遥控接收机(2)读取遥控 发射机(8)的指令信号。因此，手持遥控发射机(8)的无人机操作员的活动范围不受数据 线长度的限制。权利要求双接收机并行动力学参数模型辨识系统，其特征在于，含有2个遥控接收机，2台飞行控制计算机，2个数据电台、1台地面站和1台遥控发射机，其中无人机和地面站各采用1个完全相同的遥控接收机和1个完全相同的飞行控制计算机；遥控发射机以广播的方式，将遥控指令同时发送到无人机遥控接收机和地面站遥控接收机；无人机的遥控接收机和飞行控制计算机在接收遥控发射机指令信号、完成遥控飞行的同时，通过数据电台将无人机的动力学响应数据经过发送给地面站；地面站的遥控接收机和飞行控制计算机用于接收并量化遥控发射机的指令信号；地面站将无人机飞行控制计算机发回的动力学响应数据和地面站飞行控制计算机传送的遥控指令同步记录下来，作为无人机动力学模型辨识的原始样本数据。全文摘要双接收机并行动力学参数模型辨识系统属于无人机建模
，其特征在于，含有遥控接收机，飞行控制计算机，数据电台、地面站和遥控发射机，其中无人机和地面站采用完全相同的遥控接收机和飞行控制计算机，同时接收遥控发射机的指令信号并采样；无人机飞行控制计算机在完成遥控飞行的同时，通过数据电台将无人机的动力学响应数据发送给地面站；地面站同时记录无人机的动力学响应数据和地面站检测到的遥控指令信号，作为动力学模型辨识的原始样本数据。本专利技术可以在无人机辨识实验中获得高度同步、真实和准确的实验数据，并使操作员的活动范围不受数据线长度的限制，从而可以方便地开展无人机飞行实验。文档编号G08C17/02GK101976498SQ20101050344公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日专利技术者朱纪洪, 王冠林 申请人:清华大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王冠林，朱纪洪，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11