欧美人与动牲交另类

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    2. 多旋翼無人機裝配與群體協同虛擬仿真實驗

      來源:南京恒點信息技術有限公司

             申報年份:2019年

      申報類別:航空航天類

      所屬學校:南京航空航天大學

      項目負責人:雷磊

      實驗設計層次:綜合設計型     

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      無人機集群是航空系統與信息技術高度交叉融合的前沿科技,已成為國防領域的研究熱點。涉及飛行器設計與工程、信息工程等傳統工科專業,對具備實踐能力的跨專業人才需求非常迫切。然而,無人機集群相關的實驗教學卻面臨著風險高、難度高、成本高的嚴重困難。針對上述問題,南京航空航天科技大學,帶著教學團隊核心來到南京恒點信息技術有限公司,恒點以相關科研和教學成果為基礎,遵照“能實不虛,虛實結合”的原則,雙方強強聯手,開發了《多旋翼無人機裝配與群體協同虛擬仿真實驗》項目。

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      多旋翼無人機裝配與群體協同虛擬仿真實驗,旨在學生掌握多旋翼無人機裝備參數與調試,無人機群群鏈路預算與組網,無人機集群協同與自主避障相關的技術原理和實驗方法。培養學生分析和解決工程的能力,本項目通過建模,為學生提供了虛擬的,面積約為64平方公開的某海島。上面有敵我雙方的軍事基地。我方基地有:無人機裝備實驗室,試飛場,以及14種多旋翼無人機組件,并且1:1還原了模型功能。

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      本次實驗一共包含了3個環節:

      (1)多旋翼無人機裝備與參數調試

      學生首先針對多旋翼無人機部件展開學習,然后,系統會隨機生成動力系統設計任務,學生線下計算并選擇合理的動力裝置,系統根據學生的選擇計算出動力性能指標。學生自主判斷是否達到設計要求,裝機、裝配、調試子環節,學生從備件庫中取出多旋翼無人機部件,并完成裝配。本環節引導學生開展容錯探究式自主學習,裝配過程中如果出現正反螺旋槳位置安裝錯誤,或者沒有正確調整GPS模塊的安裝方向,本項目不會中斷學生的實驗,在安裝完畢后,試飛過程中發生無人機側翻等事故,才會暴露錯誤。學生通過查閱“知視角”中的相關資料,自主探究錯誤原因,并返回裝配式重新調整。試飛成功后,學生依次對無人機PID控制系統的比例(P),積分(I),微分(D),參數進行調節,并且糾正無人機的“晃動”、“高頻抖動”、“漂移”、“回彈”,等錯誤狀態,直至無人機平穩飛行。最后提交本環節實驗結果。

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       (2)無人機集群鏈路預算與組網

      系統隨機生成任務,學生線下計算無人機節點最小信號發送功率,并完成連通性測試,機間通信組網子環節,學生完成無人機集群,自組織時多分址組網協議時幀結構設計。開展網絡性能測試與分析,并提交本環節實驗結果。

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      3)無人機集群協同與自主避障

      虛擬力場探究,Boids模型給出了集群行為的三條基本規則,放碰撞,速度匹配和聚合,虛擬立場法將Boids,對無人機集群節點運動的影響類比為,力對物體運動的影響。節點處在不同區域時虛擬立場的變化情況,觀察基于平行四邊形法則的虛擬力合成過程。通過科普華的類比,降低學生理解虛擬力場法的難度,協同自主避障,學生采用控制變量法,逐步分析各類虛擬力場參數取值,對無人機集群性能的影響,自主探究,使得無人機集群協同性能最優的參數聯合設計方案,最后提交本環節實驗結果。

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      本實驗要求學生開展容錯探究式自主學習,實驗成績評價重點,是學生分析和解決問題的能力,實驗報告中的解決方案或參數取值并不是唯一,系統可分別針對學生3個實驗環節的完成情況進行自動評分,最后再按照3個實驗環節分別占30%,30%和40%的權重計算學生的最終實驗成績。

      本實驗已在相關高校和行業內領先的科研院所得到應用,在南航老師和恒點公司的相互配合下,指導實驗教學項目開發,突出開發效率的同時,有效地保證實驗課件在功能性、兼容性、易用性以及美感等維度的品質,也為我國航空科研獻出綿薄之力。

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