畢業(yè)論文-無人機飛行控制系統(tǒng)仿真研究【定稿】

1、1緒論本章先主要介紹了無人機進無人機的特點，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢及這篇文章的主要內(nèi)容安排。1.1無人機概述無人機即無人駕駛飛機，也稱為遙控駕駛飛行器，是機上沒有駕駛員，靠自身程序控制裝置操縱，自動飛行或者由人在地面或母機上進行遙控的無人駕駛飛行器，在它上面裝有自動駕駛儀、程序控制系統(tǒng)、遙控與遙測系統(tǒng)、自動導(dǎo)航系統(tǒng)、自動著陸系統(tǒng)等，通過這些系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制飛行。無人機大體上由無人機載體、地面站設(shè)備(無線電控制、任務(wù)控制、發(fā)射回收等起

2、降裝置)以及有效負(fù)荷三部分組成。無人機在航空業(yè)已有一百年的歷史了。第一駕遙控航模飛機于1909年在美國試飛成功。1915年10月德國西門子公司研制成功采用伺服控制裝置和指令制導(dǎo)的滑翔炸彈，它被公認(rèn)為有控的無人機的先驅(qū)。世界上第一架無人機是英國人于1917年研制的。這是一架無線電操縱的小型單翼機，由于當(dāng)時的許多技術(shù)問題，所以試驗失敗。一直到1921年英國才研制成可付諸實用的第一駕靶機。1918年德國也研制成第一駕無人駕駛的遙控飛機。192

3、0年簡氏《世界各地飛機》首次提到無人機。20世紀(jì)30年代初無線電操縱的無人靶機研制成功。在20世紀(jì)40至50年代，無人機逐漸得到了廣泛使用，但這時主要是作為靶機使用。世界各國空軍于20世紀(jì)50年代大量裝備了無人駕駛飛機作為空靶。進入20世紀(jì)60年代后，美國出于冷戰(zhàn)需要，將無人機研究重點放在偵察用途方面，這標(biāo)志著無人機技術(shù)開始進入了以應(yīng)用需求為牽引的快速發(fā)展時代。由于無人機具有低成本、零傷亡、可重復(fù)使用和高機動等優(yōu)點因此深受世界各國軍隊的

4、廣泛歡迎，近年來得到了快速發(fā)展。對于無人機而言，其自動飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計是至關(guān)重要的，它的優(yōu)劣程度直接影響到無人機各項性能(包括起飛著陸性能、作業(yè)飛行性能、飛行安全可靠性能、系統(tǒng)的自動化性和可維護性等)。因此，研究無人機的自動飛行控制技術(shù)具有十分重要的現(xiàn)實意義，尤其是在軍事上的重要性己經(jīng)得到國內(nèi)外的高度重視，而無人機飛行控制系統(tǒng)是無人機能夠安全、有效地完成復(fù)雜戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略使命的基本前提，因此迫切需要加強該領(lǐng)域的研究工作。無人機的研制早在2

5、0世紀(jì)初就開始了，幾乎與有人機同步，自30年代國外首次采用無線電操縱的模型飛機作為靶機以后，無人機的發(fā)展十分迅速。40年代，低空低速的小型活塞式靶機投入使用。50年代出現(xiàn)了高亞音速和超音速高性能的靶機，世界各國空軍開始大量裝備無人機作為空靶。60年代以后，隨著微電子技術(shù)、導(dǎo)航與控制技術(shù)的發(fā)展，一些國家研制了無人駕駛偵察機，美國率先研制成功無人駕駛偵察機，并開始用于越戰(zhàn)。無人機受到越來越多國家的青睞，發(fā)展迅猛。在1982年的中東戰(zhàn)爭制。(

6、4)隱蔽性好。無人機尺寸小，結(jié)構(gòu)設(shè)計時可大面積采用雷達(dá)反射特征與紅外輻射特征小的材料制造在結(jié)構(gòu)與總體布局上可采取“隱形“措施，在小發(fā)動機上可采取消音措施。(5)適應(yīng)性強。無人機的發(fā)射比較簡單，靈便多樣，可由地面艦艇發(fā)射或母機攜帶至空中發(fā)射在地面發(fā)射時，可由固定式或活動式發(fā)射裝置發(fā)射，滑跑起飛距離一般不超過300m；而有人機起飛滑跑距離在1000m以上，并且對跑道的要求也高。另外，無人機回收也較簡單，可以用降落傘或攔截網(wǎng)回收，這為部隊靈活

7、機動的軍事行動創(chuàng)造了有利條件。(6)安全性高。人不必冒生命危險這是無人機最根本的特點。它能在敵人威脅力強的危險區(qū)執(zhí)行任務(wù)，能在復(fù)雜惡劣氣候條件下或在有核、生物、化學(xué)作用的危害區(qū)工作，能晝夜長時間連續(xù)飛行。1.3無人機的發(fā)展趨勢無人機以制造成本與壽命周期費用低、無人員損失幾率、較小的尺寸、較強的隱身能力受有人機過載系數(shù)的約束、相對簡單的維護保養(yǎng)方式等優(yōu)點。受到了各國的重視。在航天科工集團公司展出的無人裝備中，幾款新型無人機比較“耀眼”。S

8、H1多用途通用無人機采用翼神身融合、大展弦比的無尾飛翼式布局，具有優(yōu)異的氣動特性、良好的隱身性能和較強的裝載能力，裝載光電偵察設(shè)備，可執(zhí)行空中偵察、目標(biāo)識別、目標(biāo)定位、打擊效果評估等不同的作戰(zhàn)任務(wù)。還可用于災(zāi)情監(jiān)測、長線巡查、氣象測量等其他用途。SH3輕型低速無人機采用高升阻比氣動外形，低耗油率活塞發(fā)動機，具有體積小，成本低，運輸和使用方便等特點?？蓴y帶不同任務(wù)載荷。進行長時間的空中偵察、巡邏和監(jiān)視及氣象探測等。無人機在近幾場局部戰(zhàn)爭中

9、的出色表現(xiàn)，使世界各國都非常重視發(fā)展無人機。隨著無人機技術(shù)的發(fā)展和完善，無人機必將充斥未來戰(zhàn)場。從無人機技術(shù)發(fā)展和未來作戰(zhàn)需要來看，今后無人機將向以下幾個方向發(fā)展：長航時的無人偵察機將得到快速發(fā)展海灣戰(zhàn)爭結(jié)束后，無人偵察機的研制和發(fā)展在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了高潮。美國、俄羅斯、英國、法國和以色列等國家空軍，不惜加大投入，發(fā)展性能更先進的無人偵察機，深入敵人防空嚴(yán)密的空域，執(zhí)行有人機難以完成的偵察任務(wù)，力爭在提高戰(zhàn)場透明度和感知能力方面保持領(lǐng)先