機械工程專題：基于機器人驅(qū)動原理的無人機設計與運動控制方法研究

專業(yè)：工程

項目類型：全球華人導師-香港

開始時間：2025年01月11日

是否可加論文：是

項目周期：6周在線小組科研+5周論文指導

語言：中文

有無剩余名額：名額充足

建議學生年級：大學生 高中生

是否必需面試：否

適合專業(yè)：計算機科學信號與信息處理人工智能計算機視覺機器人機械工程汽車工程

地點：無

建議具備的基礎：對機械工程、自動化、機器人、計算機視覺、人工智能感興趣的學生，建議具備概率論、高等數(shù)學、線性代數(shù)、機器人運動學基礎，所需編程語言：MATLAB、Simulink

產(chǎn)出：6周【在線小組科研+全球就業(yè)力大師課】+5周論文指導，共126課時 1500字左右的項目報告 優(yōu)秀學員獲得主導師推薦信（8封網(wǎng)推） 項目結(jié)業(yè)證書 EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表指導或者CNKI檢索的英文普刊全文投遞與發(fā)表指導

項目背景：無人機是人工智能及機器人領域的共同研究熱點。無人機的應用前景極其廣泛。既可以用用于空中監(jiān)測與巡邏，又可以用于緊急救援、智慧交通等。無人機的控制系統(tǒng)設計是無人機可以進行自主作業(yè)的前提與保障。由于無人機的自由度較多（6個），其控制器的設計遠遠難于自動駕駛車輛控制器的設計。

項目介紹：本項目將首先介紹無人機所有關鍵部件的工作原理，然后從理論上介紹無人機的動力學，指導學生自己動手建立一個無人機的仿真環(huán)境。接著介紹現(xiàn)有商業(yè)無人機最常用的控制方法PID（PID是幾乎所有現(xiàn)有商業(yè)無人機所采用的控制器）。最后實現(xiàn)讓學生可以自己設計無人機的控制器。學會了無人機的控制器設計，就可以很容易的實現(xiàn)其他機械臂和無人車的控制。

項目大綱：無人機的工作原理：關鍵部件介紹、螺旋槳升力原理、傳感器工作原理、傳感器失效情況分析、傾轉(zhuǎn)旋翼、變角度螺旋槳、深度相機原理、先進的機載電腦； 無人機的動力學：無人機參考坐標系、滾轉(zhuǎn)、俯仰與偏航、無人機受力分析、無人機力矩分析、歐拉方程、無人機六自由度方程； 實戰(zhàn)1：無人機仿真模型的建立：Matlab/simulink學習、Matlab function的學習、無人機運動模型的建立、混合高斯模型、EM算法、概率圖模型； PID控制器原理介紹與實戰(zhàn)2：PID控制器原理介紹、PID控制器調(diào)參、PID控制器仿真、基于Matlab/simulink的PID控制器設計實戰(zhàn)； 無人機控制器原理與實戰(zhàn)3：無人機控制回路、無人機線性化、控制分配、無人機角速度控制器設計實戰(zhàn); 項目答辯與點評：學生項目匯報與答辯、導師點評與指導