[00135812]微型飞行器及其关键技术研究

清华大学自1999年起开始微小型飞行器的研究工作，迄今为止已研制出十余架翼展为150～850mm的微小型飞行器完成了等高、变高、盘旋、GPS导航、图像控制等单元及组合计算机控制飞行项目，采用微电机驱动，体积小重量轻，噪音水平极低，并具有航程远、航时长等特点，可携带微型摄像传输系统，自主完成目标侦察等任务。机载微型测控系统将微型加速度计、陀螺、磁强计、压力传感器等多种MEMS传感器与微型GPS、微型控制单元、微型记录单元及微型通讯单元集成，采用双处理器管理控制结构和一体化设计方案，可实时计算姿态角（俯仰、滚转和航向），提供经纬度、高度、风速等信息；实现阻尼增稳、姿态稳定和控制、高度和航向控制、按航迹导航等多种控制与导航策略；通过微型通讯系统与地面站传递数据，可接收和执行上传指令，改变飞行状态，采集飞行状态参数，下传至地面控制站；具有摄像及实时传输图像的功能。能够使飞机在动态气压、高度、阵风等环境变化扰动的不良条件下，都有良好的稳定性和飞行品质。经百余次试飞，完成了等高、变高、盘旋、GPS导航、图像控制等单元及组合计算机控制飞行项目。在MAV的多学科优化设计技术、基于MEMS的高度/速度传感技术、低频运动下的姿态测量技术、机载多MEMS的飞控技术、面向实用化的导航技术等研究方面都取得了创新成果。目前该项目已经在下列领域开展应用研究：（1）微型无人侦察系统 （2）微型测控导航仪（3）便携式人体运动测量仪除此之外，还可以进一步扩展其应用范围到：反辐射武器、目标搜索、通信中继、生化及核武器监测、反恐斗争和城市作战、航空拍摄、城市巡逻、科学考察、灾情探测、公安防卫等。预计该成果的经济效益和社会效益将在近几年中体现，每年微型飞行器系统的需求将超过300套，而微型测控导航仪需求预计在1000套以上，并且还将带动相关器件和系统的发展。