發(fā)布時(shí)間：2020-11-13 11:02

　　 近年來,隨著我國航母力量的不斷發(fā)展壯大,無人機(jī)上艦已成為一種必然趨勢(shì)。本文作為艦載無人機(jī)著艦的前期算法驗(yàn)證,以某大展弦比無人機(jī)為控制對(duì)象,旨在研究一種高精度的軌跡跟蹤控制方法,解決定點(diǎn)著陸的引導(dǎo)與控制問題。主要內(nèi)容包括:(1)建立了包含風(fēng)擾動(dòng)參數(shù)的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,結(jié)合無人機(jī)的氣動(dòng)特性、操穩(wěn)特性和下滑能力分析了風(fēng)擾動(dòng)對(duì)著陸性能的影響。(2)針對(duì)定點(diǎn)著陸對(duì)軌跡跟蹤的高精度要求,基于觸地俯仰角、下沉率和速度等約束將著陸軌跡線進(jìn)行了分段設(shè)計(jì),提出了一種基于高度、前向距離和側(cè)向位置的三維軌跡導(dǎo)引律,以解決無人機(jī)著陸的多方位引導(dǎo)問題。(3)針對(duì)模型不確定性和有界擾動(dòng)問題,應(yīng)用魯棒伺服和模型參考自適應(yīng)設(shè)計(jì)了內(nèi)環(huán)俯仰角控制律;外環(huán)則基于高度和前向距離來設(shè)計(jì)縱向二維位置控制器,實(shí)現(xiàn)了對(duì)下滑軌跡的精確跟蹤。同時(shí),在發(fā)動(dòng)機(jī)通道設(shè)計(jì)了空速閉環(huán)控制律,解決了著陸時(shí)低動(dòng)壓穩(wěn)定飛行問題。(4)針對(duì)橫側(cè)向荷蘭滾阻尼偏弱和螺旋模態(tài)不穩(wěn)定問題,首先設(shè)計(jì)了增穩(wěn)控制律;然后考慮到橫向非線性耦合嚴(yán)重,使用動(dòng)態(tài)逆自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)了內(nèi)環(huán)滾轉(zhuǎn)角控制律;外環(huán)則采用以側(cè)偏控制為主、航向校準(zhǔn)為輔的控制架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)的無側(cè)偏、無航向誤差著陸。最后,在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了數(shù)值仿真環(huán)境,完成了定點(diǎn)著陸仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,在保證著陸精度和安全的前提下,本文設(shè)計(jì)的控制方案至少具備抑制5級(jí)風(fēng)擾的能力,能夠滿足定點(diǎn)著陸對(duì)著陸誤差和魯棒性的要求。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V279;V249
【部分圖文】：

第一章 緒論1.1 引言近年來，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展與軍民兩用的需求牽引，無人機(jī)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的黃金期；與此同時(shí)，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)也正朝信息化、高科技轉(zhuǎn)型。早期傳統(tǒng)布局的無人機(jī)由于滯空時(shí)間較短，飛行高度低，偵察覆蓋面積有限，不能連續(xù)獲取戰(zhàn)場(chǎng)信息，甚至?xí)�造成情�?bào)盲區(qū)，因此不再能適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的需求。為了增強(qiáng)無人機(jī)的續(xù)航能力，采用大展弦比氣動(dòng)布局的高空長航時(shí)無人機(jī)應(yīng)運(yùn)而生[1]。長航時(shí)一直是無人機(jī)研制的一個(gè)重要性能指標(biāo)，大展弦比無人機(jī)因翼展較寬、機(jī)翼面積較大、升力充足，而擁有十分良好的巡航性能，所以其一經(jīng)問世便受到世界各國的青睞。以中國、美國及以色列等為代表的無人機(jī)技術(shù)強(qiáng)國更是相繼推出了自己的多款明星產(chǎn)品，在國際軍貿(mào)市場(chǎng)上掀起了一場(chǎng)無人機(jī)熱潮。例如，美國的“全球鷹”、“捕食者”無人機(jī)，以色列的“蒼鷺”、“赫爾梅斯”無人機(jī)以及我國的“翼龍”、“彩虹”系列無人機(jī)均在實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)上表現(xiàn)出優(yōu)異的作戰(zhàn)能力。但當(dāng)前大展弦比長航時(shí)無人機(jī)多以執(zhí)行情報(bào)偵察、火力打擊和戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估等常規(guī)作戰(zhàn)任

第一章 緒論1.1 引言近年來，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展與軍民兩用的需求牽引，無人機(jī)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的黃金期；與此同時(shí)，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)也正朝信息化、高科技轉(zhuǎn)型。早期傳統(tǒng)布局的無人機(jī)由于滯空時(shí)間較短，飛行高度低，偵察覆蓋面積有限，不能連續(xù)獲取戰(zhàn)場(chǎng)信息，甚至?xí)�造成情�?bào)盲區(qū)，因此不再能適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的需求。為了增強(qiáng)無人機(jī)的續(xù)航能力，采用大展弦比氣動(dòng)布局的高空長航時(shí)無人機(jī)應(yīng)運(yùn)而生[1]。長航時(shí)一直是無人機(jī)研制的一個(gè)重要性能指標(biāo)，大展弦比無人機(jī)因翼展較寬、機(jī)翼面積較大、升力充足，而擁有十分良好的巡航性能，所以其一經(jīng)問世便受到世界各國的青睞。以中國、美國及以色列等為代表的無人機(jī)技術(shù)強(qiáng)國更是相繼推出了自己的多款明星產(chǎn)品，在國際軍貿(mào)市場(chǎng)上掀起了一場(chǎng)無人機(jī)熱潮。例如，美國的“全球鷹”、“捕食者”無人機(jī)，以色列的“蒼鷺”、“赫爾梅斯”無人機(jī)以及我國的“翼龍”、“彩虹”系列無人機(jī)均在實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)上表現(xiàn)出優(yōu)異的作戰(zhàn)能力。但當(dāng)前大展弦比長航時(shí)無人機(jī)多以執(zhí)行情報(bào)偵察、火力打擊和戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估等常規(guī)作戰(zhàn)任

無人機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。長航時(shí)一直是無人機(jī)研制的一個(gè)重要性能指標(biāo)，大展弦比無人機(jī)因翼展較寬、機(jī)翼面積較大、升力充足，而擁有十分良好的巡航性能，所以其一經(jīng)問世便受到世界各國的青睞。以中國、美國及以色列等為代表的無人機(jī)技術(shù)強(qiáng)國更是相繼推出了自己的多款明星產(chǎn)品，在國際軍貿(mào)市場(chǎng)上掀起了一場(chǎng)無人機(jī)熱潮。例如，美國的“全球鷹”、“捕食者”無人機(jī)，以色列的“蒼鷺”、“赫爾梅斯”無人機(jī)以及我國的“翼龍”、“彩虹”系列無人機(jī)均在實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)上表現(xiàn)出優(yōu)異的作戰(zhàn)能力。但當(dāng)前大展弦比長航時(shí)無人機(jī)多以執(zhí)行情報(bào)偵察、火力打擊和戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估等常規(guī)作戰(zhàn)任圖 1.1 “全球鷹”無人機(jī) 圖 1.2 “捕食者”無人機(jī)
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