無人機(jī)飛控開發(fā)培訓(xùn)課程
培訓(xùn)對象
無人機(jī)飛控算法工程師、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員、航空航天/自動化專業(yè)學(xué)生、需要掌握無人機(jī)核心控制技術(shù)的研發(fā)人員。
培訓(xùn)目標(biāo)
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理解多旋翼無人機(jī)的飛行原理、動力學(xué)模型與系統(tǒng)組成。
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掌握飛控系統(tǒng)的核心算法(姿態(tài)解算、狀態(tài)估計(jì)、姿態(tài)控制、位置控制)。
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能夠獨(dú)立完成基于PX4/ArduPilot或自主飛控的無人機(jī)開發(fā)與調(diào)試。
培訓(xùn)內(nèi)容介紹
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無人機(jī)概述:無人機(jī)的發(fā)展歷程與分類(固定翼、多旋翼、直升機(jī)、垂直起降);多旋翼無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域(航拍、測繪、巡檢、農(nóng)業(yè)、物流);多旋翼無人機(jī)的系統(tǒng)組成(機(jī)架、動力系統(tǒng)、飛控、傳感器、通信)。
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飛行原理與動力學(xué):多旋翼的飛行原理(旋翼升力、反扭矩);四旋翼的六自由度運(yùn)動描述;垂直運(yùn)動、俯仰/滾轉(zhuǎn)運(yùn)動、偏航運(yùn)動的力學(xué)原理;機(jī)架設(shè)計(jì)及動力系統(tǒng)評估。
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飛控硬件架構(gòu):飛控處理器的選型(STM32、STM32F7/H7系列);傳感器配置(加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、氣壓計(jì)、GPS/RTK);傳感器標(biāo)定的必要性;PWM信號與ESC的通信協(xié)議(DShot、PWM、OneShot)。
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傳感器標(biāo)定與數(shù)據(jù)融合:三軸加速度計(jì)標(biāo)定方法;三軸磁力計(jì)標(biāo)定(硬磁干擾、軟磁干擾);慣性測量單元(IMU)的數(shù)據(jù)獲取與分析;互補(bǔ)濾波器的原理與實(shí)現(xiàn);卡爾曼濾波在姿態(tài)估計(jì)中的應(yīng)用。
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姿態(tài)解算:姿態(tài)的表示方法(歐拉角、旋轉(zhuǎn)矩陣、四元數(shù));四元數(shù)更新算法;加速度計(jì)與陀螺儀的融合(Mahony互補(bǔ)濾波、Madgwick濾波);姿態(tài)角(橫滾、俯仰、偏航)的計(jì)算。
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飛行控制算法:飛控系統(tǒng)的控制架構(gòu)(串級PID);角度環(huán)(外環(huán))與角速度環(huán)(內(nèi)環(huán))的設(shè)計(jì);位置環(huán)與速度環(huán)的控制;控制參數(shù)的整定方法(試湊法、帶寬法);半自主控制模式(增穩(wěn)、定高)的實(shí)現(xiàn)。
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通信協(xié)議:MAVLink協(xié)議的基本原理;MAVLink消息的封裝與解析;地面站與飛控的通信(遙測、指令);Offboard模式控制(外部計(jì)算機(jī)發(fā)送控制指令)。
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狀態(tài)估計(jì)與導(dǎo)航:GPS/RTK定位原理;慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)的航跡推算;GPS與IMU的融合(擴(kuò)展卡爾曼濾波EKF);組合導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
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日志分析與調(diào)試:飛控日志系統(tǒng)的作用;日志數(shù)據(jù)的采集與存儲;常見日志分析工具(FlightPlot、PyFlightAnalysis)的使用;通過日志分析飛行故障(振動異常、傳感器漂移、控制超調(diào))。
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PX4/ArduPilot開源飛控:PX4軟件架構(gòu)(飛行控制棧、中間層);PX4的模塊化設(shè)計(jì)(傳感器驅(qū)動、估計(jì)器、控制器);參數(shù)系統(tǒng)與啟動腳本;基于PX4的功能開發(fā)與定制。
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硬件在環(huán)仿真:仿真環(huán)境(Gazebo、AirSim、JMAVSim)的搭建;飛控與仿真環(huán)境的連接(MAVLink/串口);在仿真環(huán)境中驗(yàn)證控制算法;半實(shí)物仿真(HITL)的配置。
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綜合實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目:多旋翼無人機(jī)的完整開發(fā)流程,包含機(jī)架組裝、動力系統(tǒng)匹配、飛控配置、傳感器標(biāo)定、PID參數(shù)整定、實(shí)飛調(diào)試與性能優(yōu)化。
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專家力量:
中國科學(xué)院相關(guān)研究所高級研究人員
西門子,TI,vmware,MSC,Ansys,MDI,Mentor, candence,Altium,Atmel 、Freescale,達(dá)索,華為等
大型公司高級工程師,項(xiàng)目經(jīng)理,技術(shù)支持專家
中科信軟培訓(xùn)中心,資深專家或講師
大多名牌大學(xué),碩士以上學(xué)歷,相關(guān)學(xué)歷背景專業(yè),理論素養(yǎng)高
多年實(shí)際項(xiàng)目實(shí)踐,大型復(fù)雜項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)案例分享,熱情,樂于技術(shù)分享
針對客戶實(shí)際需要,真實(shí)案例演示,互動式溝通,學(xué)有所值