便携式两自由度直升机
AERO


可重构动态元件的双转子航空控制系统
开放的机电工程控制平台
       Quanser AERO是一个集成各组件于一体的双电机航空实验系统。主要用于本科机电一体化和控制理论的教学,以及航空航天系统的研究应用。
       该实验系统可以用来重构多种航空器控制实验,如单自由度姿态控制,2自由度直升机控制以及半四旋翼控制系统。系统整合了Quanser开发的QFLEX 2计算机接口技术,同时Quanser AERO可以任意选择配置个人计算机或单片机(如:NI myRIO、Ardulno、Raspberry PI.) 以及相应的课程材料。该设备可用于建立一个先进的机电一体化控制教学实验室,让学生参与各种控制算法设计和创新项目,并在高质量、高精密的平台上验证所要研究的内容。
 
Quanser AERO 面板选项
Quanser AERO 有两种不同的容易更换的接口面板:
       Quanser AERO USB(QFLEX 2 USB 面板):Quanser控制软件通过USB2.0接口运行在实验室个人计算机上。Quanser AERO USB可以运行在兼容 MATLAB/Simulink 的 QUARC软件,或者兼容 LabVIEW 的 QRCP 软件。使用USB版本,可以为控制基础课程和项目充分利用综合课程材料和实验。
       Quanser AERO Embedded(QFLEX 2 嵌入式 面板):通过SPI连接单片机接口(不包含实验),不需要额外的软件。这个板面适合让学生接触各种单片机技术,以及最终的机电一体化控制项目或其他类似项目。
       Quanser AERO实验装置包含一个可选的接口面板,也可单独购买附加接口面板。
 
系统详述
特点
  • 高度集成一体化的系统
  • 高效的无芯直流电机
  • 高分辨率的光学编码器
  • 通过数字转速表测量俯仰、偏航轴的角度以及直流电机的转速
  • 内置电压放大器和电流传感器
  • 集成数据采集设备(DAQ)
  • 用户可控的三色LED
  • 易于连接的电缆和连接器
  • 灵活的QFLEX 2计算接口,可选USB连接或者SPI连接
  • 开放式控制器设计,用户可根据需要设计控制器
  • 完全兼容Matlab®/Simulink®和LabVIEW™
  • 提供完整的系统模型和参数
  • 提供ABET标准的数字媒体课件
  • 提供Quanser AERO Embedded 的单片机实例和接口数据表
  • 提供额外的社区共享资源www.quansershare.com
 
实验课件                
硬件集成
2 自由度直升机
单螺旋桨速度控制
      - 建模
单自由度姿态角控制
      - 线性状态空间
      - PID 控制器设计
      - 状态反馈控制
      - IMU介绍
      - 动态耦合
      - 传递函数建模和模型验证
半四旋翼系统
      - 系统识别
      - 建模
      - 增益调节
      - 偏航控制

      - 卡尔曼滤波

设备参数
装置重量
3.6 kg
装置高度(螺旋桨在平行位置)
35.6 cm
装置长度
51 cm
底座尺寸(W × D × H)
17.8 cm × 17.8 cm × 7 cm
螺旋桨直径
12.7 cm
偏航角范围
360 º
俯仰角范围  
124 º
俯仰编码器精度(倍频后)
512 counts/rev.
偏航角编码器精度(倍频后)
1024 counts/rev.
俯仰电机电流力矩常数 
57.7 Nm/A
俯仰电机电阻
15.6 Ω
三轴陀螺测量范围  
±245 dps
三轴加速度计测量范围 
±2 g
接口选择: 
QFLEX 2 USB                   USB2.0
QFLEX 2 Embedded        SPI