無人機輪式著陸若干關鍵技術研究.pdf

1、隨著國內航母戰(zhàn)斗群的組建，對艦載無人機的需求日益迫切，而移動阻攔著陸是艦載無人機亟待解決的關鍵技術。本文以此為研究背景，并結合中航工業(yè)杯競技組比賽任務要求，對無人機輪式移動阻攔著陸的制導與控制技術進行了研究。為了保證飛行安全，還研究了無人機無動力自主著陸技術。本文主要內容如下。
　　介紹樣例無人機和飛行控制系統(tǒng)的組成。為開展控制律設計和飛行仿真，建立無人機六自由度動力學模型。為提高模型置信度滿足高精度控制要求，應用氣動參數(shù)辨識技術

2、獲取樣例無人機部分關鍵氣動參數(shù)。
　　在標稱軌跡制導法的基礎上，引入ALIGN導航系統(tǒng)，實時測量無人機和移動阻攔索的相對位置，動態(tài)平移標稱軌跡，實現(xiàn)移動阻攔著陸。對基于ALIGN的導航信息的二次解算進行了詳細描述（包括相對虛擬著陸點位置、高度信息的解算）?；诘认禄堑臉朔Q軌跡設計是自動下滑著陸段的關鍵，本文根據樣機平衡狀態(tài)考慮機體結構等約束條件確定下滑軌跡角。最后設計高度控制、速度控制和航跡控制，開展飛行試驗，試飛數(shù)據的分析表明

3、基于ALIGN系統(tǒng)的制導方案精度較高且穩(wěn)定。
　　考慮到無人機移動阻攔著陸與導彈追蹤運動目標的任務具有相似性，為滿足大機動甲板著陸問題，本文基于比例導引法重新設計無人機移動阻攔著陸縱向末制導策略。為了避免將噪聲較大的過載信號引入控制系統(tǒng)，縱向比例導引律的視線角速率指令直接解算升降舵舵偏。進一步開展空中模擬和真實著陸試驗，驗證制導方案可行性，并通過試飛數(shù)據分析了導引比、配平舵面對著陸軌跡的影響。
　　由于受到成本限制和維護能力

4、約束，小型無人機動力系統(tǒng)失效概率較大，為了保證飛行安全，本文研究無人機無動力自主著陸的制導與控制技術。根據制導任務不同，將無動力著陸過程劃分為能量管理段和自動著陸段。自動著陸段的任務是控制無人機安全水平著陸，其關鍵是無動力下的標稱軌跡設計。能量管理段分成捕獲段和螺旋下滑段，捕獲段將無人機引導到跑道延長線上，螺旋下滑段通過調整螺旋下滑軌跡的半徑實現(xiàn)能量的管理和控制。本文詳細設計無動力螺旋下滑段的制導和控制技術，最后通過飛行試驗驗證其可行性