科研进行时丨围观无人机飞行控制、波音公司大型客机控制背后的故事
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留学新闻

时间:2019-07-26

 

气象台昨天9时发布高温蓝色预警信号:明后两天,北京市最高气温将达到35℃以上,请注意防范。伴随着连日来的高温,暑假异常火爆的短期科研营最近也开始陆续开班。这么炎热的天气,丝毫没有降低小伙伴们的学习热情。小编也深入到现场,从“项目内容”“领悟”团队合作”以及“实践应用”等方面为大家带来第一手最新资讯。

划重点:短期科研营亮点先跟随小编一起回顾下,

  1. 超过40小时零距离接受国内知名研究所精英导师的科研辅导。

  2. 针对同学们的爱好和专业需求,选取学术前沿领域的代表性课题进行定制课程设计。

  3. 深入了解如何从事科研工作,从基础知识入手,一步步深入直到完成一个科研项目。

  4. 导师全程带领同学们调研该专业领域背景理论,热点问题及未来发展方向,辅导大家完成一个专业领域的定制科研项目

 
今天我们会为大家着重进行短期科研营--先进飞行器设计与控制方向的分享。




Part 1 项目开始前

很多同学问小编,我的基础不是很扎实,直接进入项目跟不上怎么办呢?关于这一点完全不用担心,项目正式开始前2-4周左右导师将会和同学们建立群,提前将项目需要了解的知识和研读的材料发给大家,不清楚的问题随时可以在群内随时咨询导师。晚上10点以后导师如果收到咨询,仍会很及时地给大家答疑,同学们不用担心不能及时消化新学习的内容。

 

 

 

Part 2 项目进行时

有关项目的学习内容和感受,我们根据同学们提交的项目日报(7月22日提交)做了以下整理。

1)上课内容

上午:学生展示自己的作业完成情况,导师评价并讲解;讲解关于飞机的发动机和气动外形知识

下午:导师带领大家一起搭建Simulink模型(Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具);课堂上在导师的指导下完成一部分作业,减少大家熬夜做作业的情况

 

2)作业内容

    1. 假设你是一个驾驶员,调节“副发动机”,使俯仰角变化过程更加平滑

    2. 增大主动发动机推力到6万牛,观察弹道变化;减小主发动机推力到2万牛,观察弹道变化

    3. 精确并详细表述自己的结论, 要求:

            1)在一张或多张图里对比中标出具体的值

            2)俯仰角达到0度左右时的弹道图(距离、高度、速度),俯仰角的波动情况

 

 

 

 

 

 

3)作业要求

参考“战斧导弹”(1452kg)的火箭发动机参数(推力约3万牛)及工作过程,调整PID参数,实现垂直转弯。要求:

    1、12秒内转弯后改平飞(俯仰角正负5度),速度提高到150到200米/秒之间,此时最大飞行高度在200米到300米之间,飞行距离不超过600米(增大发动机推力可以提高速度,但会超高超距)

    2、主发动机以一个固定的推力持续工作12秒以内;辅助发动机推力可以随时间灵活变化。观察:控制目标是辅助发动机工作期间的俯仰角(弹体与水平面的偏差),预期为0,不上下抖动

 

4)学生反馈

A同学:导师实践讲解matlab编程基础以及用用Simulink搭建pid控制,并布置相应的编程作业,进一步提高了我的编程能力和专业的理解能力

 

B同学:项目对于我来说有些难,对于讲解的作业和课堂上讲解的内容基本能搞明白;导师讲的模型搭建还需要回去进一步巩固,不清楚的地方联系导师后可以得到及时的解决

 

C同学:对于PID参数的调节规律不是很了解,对导师搭建的模型比较清楚,需要进一步学习PID调整参数的知识,收获很大

 

D同学:每个组做的科研都不太一样,会有助教跟着我们随时答疑,导师非常Nice,认识了其他学校非常优秀的朋友,感觉自己很有很大的提升空间,非常开心通过参加这个项目有机会把把学到的理论知识融合中实践中

 

 

Part 3科普进行时

对于部分同学疑惑的飞行器设计主依托的原理以及实际应用哪些? 听小编和你娓娓道来。

 

1)PID控制的基本原理

PID控制器(比例-积分-微分控制器),由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。可以透过调整这三个单元的增益Kp,Ki和Kd来调定其特性。PID控制器主要适用于基本上线性,且动态性不随时间变化的系统。

 

 

 

PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较,然后把这个差别用于计算新的输入值,这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值,使系统更加稳定。

 

2)实际中的应用

PID控制是当前工业中应用最为广泛和最为重要的控制方法,无论是温度控制、电机控制还是导弹控制,PID都能够胜任。小到在格力空调中的温度控制,大疆无人机的飞行控制,大到波音公司的大型客机控制,美国的战斧式巡航导弹控制中,都有PID控制的身影。因此,了解PID控制的基本原理并加以应用对于未来的升学或者就业都有重要的意义。未来很长一段时间,PID控制仍然是工业中最为常用的控制方法。国内的汽车公司、无人机公司以及航天科工、航天科技集团等企业对于这方面的人才仍然有很大的需求。

通过以上项目的精彩分享,小伙伴们是否也对科研项目产生了兴趣,或者已经开始后悔错过了这次的机会呢?没有关系,十一期间短期科研营将会继续开设众多科研课题,如果你也希望可以赶上今年申请的末班车,快来看看我们十一将会提供哪些方向可以选择吧,

    1、知名研究院--数据分析基础班(大数据在网络和信息安全中的应用)

    2、知名研究院--人工智能方向(大数据与互联网多模态搜索引擎)计算机数据挖掘

    3、知名研究院--人工智能脑机交互方向(智能检测与脑机交互的算法及应用)

    4、知名研究院--电子信息与通信工程方向(工业总线、轨道交通车载总线、电网智能设备通信)

    5、知名研究院--电力电子与电气工程方向(基于模块化多电平变流器的柔性直流输电系统仿真项目)

    6、知名研究院--图像处理方向(医学影像处理)

。。。

 

项目进入方式:面试+笔试筛选

项目开始时间:预计10月1日-10月7日

开放报名时间:预计8月

 

具体时间、开放方向以及项目地点请等待进一步的通知,敬请期待!!!

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杨甲甲美研业务经理

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气象台昨天9时发布高温蓝色预警信号:明后两天,北京市最高气温将达到35℃以上,请注意防范。伴随着连日来的高温,暑假异常火爆的短期科研营最近也开始陆续开班。这么炎热的天气,丝毫没有降低小伙伴们的学习热情。小编也深入到现场,从“项目内容”“领悟”团队合作”以及“实践应用”等方面为大家带来第一手最新资讯。

划重点:短期科研营亮点先跟随小编一起回顾下,

  1. 超过40小时零距离接受国内知名研究所精英导师的科研辅导。

  2. 针对同学们的爱好和专业需求,选取学术前沿领域的代表性课题进行定制课程设计。

  3. 深入了解如何从事科研工作,从基础知识入手,一步步深入直到完成一个科研项目。

  4. 导师全程带领同学们调研该专业领域背景理论,热点问题及未来发展方向,辅导大家完成一个专业领域的定制科研项目

 
今天我们会为大家着重进行短期科研营--先进飞行器设计与控制方向的分享。




Part 1 项目开始前

很多同学问小编,我的基础不是很扎实,直接进入项目跟不上怎么办呢?关于这一点完全不用担心,项目正式开始前2-4周左右导师将会和同学们建立群,提前将项目需要了解的知识和研读的材料发给大家,不清楚的问题随时可以在群内随时咨询导师。晚上10点以后导师如果收到咨询,仍会很及时地给大家答疑,同学们不用担心不能及时消化新学习的内容。

 

 

 

Part 2 项目进行时

有关项目的学习内容和感受,我们根据同学们提交的项目日报(7月22日提交)做了以下整理。

1)上课内容

上午:学生展示自己的作业完成情况,导师评价并讲解;讲解关于飞机的发动机和气动外形知识

下午:导师带领大家一起搭建Simulink模型(Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具);课堂上在导师的指导下完成一部分作业,减少大家熬夜做作业的情况

 

2)作业内容

    1. 假设你是一个驾驶员,调节“副发动机”,使俯仰角变化过程更加平滑

    2. 增大主动发动机推力到6万牛,观察弹道变化;减小主发动机推力到2万牛,观察弹道变化

    3. 精确并详细表述自己的结论, 要求:

            1)在一张或多张图里对比中标出具体的值

            2)俯仰角达到0度左右时的弹道图(距离、高度、速度),俯仰角的波动情况

 

 

 

 

 

 

3)作业要求

参考“战斧导弹”(1452kg)的火箭发动机参数(推力约3万牛)及工作过程,调整PID参数,实现垂直转弯。要求:

    1、12秒内转弯后改平飞(俯仰角正负5度),速度提高到150到200米/秒之间,此时最大飞行高度在200米到300米之间,飞行距离不超过600米(增大发动机推力可以提高速度,但会超高超距)

    2、主发动机以一个固定的推力持续工作12秒以内;辅助发动机推力可以随时间灵活变化。观察:控制目标是辅助发动机工作期间的俯仰角(弹体与水平面的偏差),预期为0,不上下抖动

 

4)学生反馈

A同学:导师实践讲解matlab编程基础以及用用Simulink搭建pid控制,并布置相应的编程作业,进一步提高了我的编程能力和专业的理解能力

 

B同学:项目对于我来说有些难,对于讲解的作业和课堂上讲解的内容基本能搞明白;导师讲的模型搭建还需要回去进一步巩固,不清楚的地方联系导师后可以得到及时的解决

 

C同学:对于PID参数的调节规律不是很了解,对导师搭建的模型比较清楚,需要进一步学习PID调整参数的知识,收获很大

 

D同学:每个组做的科研都不太一样,会有助教跟着我们随时答疑,导师非常Nice,认识了其他学校非常优秀的朋友,感觉自己很有很大的提升空间,非常开心通过参加这个项目有机会把把学到的理论知识融合中实践中

 

 

Part 3科普进行时

对于部分同学疑惑的飞行器设计主依托的原理以及实际应用哪些? 听小编和你娓娓道来。

 

1)PID控制的基本原理

PID控制器(比例-积分-微分控制器),由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。可以透过调整这三个单元的增益Kp,Ki和Kd来调定其特性。PID控制器主要适用于基本上线性,且动态性不随时间变化的系统。

 

 

 

PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较,然后把这个差别用于计算新的输入值,这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值,使系统更加稳定。

 

2)实际中的应用

PID控制是当前工业中应用最为广泛和最为重要的控制方法,无论是温度控制、电机控制还是导弹控制,PID都能够胜任。小到在格力空调中的温度控制,大疆无人机的飞行控制,大到波音公司的大型客机控制,美国的战斧式巡航导弹控制中,都有PID控制的身影。因此,了解PID控制的基本原理并加以应用对于未来的升学或者就业都有重要的意义。未来很长一段时间,PID控制仍然是工业中最为常用的控制方法。国内的汽车公司、无人机公司以及航天科工、航天科技集团等企业对于这方面的人才仍然有很大的需求。

通过以上项目的精彩分享,小伙伴们是否也对科研项目产生了兴趣,或者已经开始后悔错过了这次的机会呢?没有关系,十一期间短期科研营将会继续开设众多科研课题,如果你也希望可以赶上今年申请的末班车,快来看看我们十一将会提供哪些方向可以选择吧,

    1、知名研究院--数据分析基础班(大数据在网络和信息安全中的应用)

    2、知名研究院--人工智能方向(大数据与互联网多模态搜索引擎)计算机数据挖掘

    3、知名研究院--人工智能脑机交互方向(智能检测与脑机交互的算法及应用)

    4、知名研究院--电子信息与通信工程方向(工业总线、轨道交通车载总线、电网智能设备通信)

    5、知名研究院--电力电子与电气工程方向(基于模块化多电平变流器的柔性直流输电系统仿真项目)

    6、知名研究院--图像处理方向(医学影像处理)

。。。

 

项目进入方式:面试+笔试筛选

项目开始时间:预计10月1日-10月7日

开放报名时间:预计8月

 

具体时间、开放方向以及项目地点请等待进一步的通知,敬请期待!!!

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