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我國科研團隊成功破解多旋翼無人機飛行失控難題

作者:admin 時間:2024-01-17 06:02 點擊:
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  新華社北京1月16日電(記者趙旭)設想一下,一架四旋翼無人機飛行途中,部分螺旋槳無法旋轉,如何依然保持安全飛行?北京航空航天大學科研團隊歷經多年研究,在多旋翼無人機容錯控制技術方面取得重要突破,為上述難題找到答案。相關成果近日在機器人領域重要國際學術期刊《IEEE機器人學匯刊》發表。

  工業巡檢、消防救援、包裹遞送、拍照攝像……無人機已深入大眾生產生活。常見微小型無人機涉及多旋翼、固定翼、直升機等類型,其中多旋翼無人機是目前應用最廣泛的飛行器之一,其通過多個螺旋槳提供升力,具有垂直起降和懸停能力。然而,無人機快速普及之時,常出現因極端天氣、碰撞障礙物等導致“罷工”墜地的情況,造成人財物損失。如何提升飛行安全性,成為行業緊迫課題。

  北航自動化科學與電氣工程學院可靠飛行控制團隊,以四旋翼無人機切入研究,針對飛行器執行機構突發故障后的受力特點,成功設計出被動容災控制算法。團隊通過實驗驗證發現,四旋翼無人機的“控制大腦”搭載該算法后,即便有三個螺旋槳失效,仍可保持安全飛行并實現可控返航。該團隊成員、北航柯晨旭博士說,相關成果可拓展應用于六旋翼、八旋翼等多旋翼無人機。

  “如果部分螺旋槳失靈,無人機整體平衡就會被打破,機身會像陀螺一樣自轉起來,螺旋槳出現‘公轉’。借助這種現象,我們研發的算法能讓正常運轉的螺旋槳‘分身’,提供全部的升力――這好比打乒乓球,如果一個人運動速度足夠快,可實現自己發球、自己跑到對面接球,如此往復,完成一個人的球賽。”北航教授、該團隊成員全權說。

  全權表示,未來該成果將應用于新型多旋翼無人機研發,提升多旋翼無人機飛行安全性能。

  《IEEE機器人學匯刊》審稿人評價,該研究創新性運用被動容災控制算法,有望為無人機飛行安全方面的科研提供可靠參考。

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