無人機(jī)空中加油自主會合控制研究.pdf

1、針對無人機(jī)載重小、油量少的缺點(diǎn)，國外航空發(fā)達(dá)國家開始研究無人機(jī)空中加油相關(guān)技術(shù)。自主會合是其關(guān)鍵技術(shù)之一。論文針對無人機(jī)空中加油自主會合導(dǎo)引律和受油機(jī)飛行控制問題開展了深入的研究和探索。
　　論文首先根據(jù)資料整理出無人機(jī)的結(jié)構(gòu)和氣動參數(shù)建立無人機(jī)的六自由度非線性模型，并通過分析橫側(cè)向運(yùn)動的自然特性，驗(yàn)證所建的數(shù)學(xué)模型的正確性。
　　其次，根據(jù)無人機(jī)和加油機(jī)相對位置關(guān)系，設(shè)計(jì)自主會合導(dǎo)引律,并根據(jù)初末端的會合情況不同設(shè)計(jì)不同的

2、初末端導(dǎo)引律。然后設(shè)計(jì)了速度指令和高度指令跟蹤控制器，最后進(jìn)行了導(dǎo)引指令和控制指令的轉(zhuǎn)換。
　　第三導(dǎo)引系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，需要設(shè)計(jì)精確和穩(wěn)定的控制系統(tǒng)來完成無人機(jī)對導(dǎo)引指令的精確跟蹤和保持。本文采用基于PID控制律設(shè)計(jì)方法，從無人機(jī)高度、速度、航向等多個(gè)方面設(shè)計(jì)無人機(jī)的控制律，從而完成對無人機(jī)的軌跡和姿態(tài)的控制，達(dá)到自主會合的要求。
　　第四設(shè)計(jì)了大氣擾動的模型，主要考慮大氣對無人機(jī)橫側(cè)向的干擾，通過離散突風(fēng)模型和隨機(jī)連續(xù)紊流

3、模型對無人機(jī)的側(cè)向干擾的仿真驗(yàn)證，設(shè)計(jì)了側(cè)風(fēng)干擾補(bǔ)償控制器，提高了無人機(jī)控制系統(tǒng)對復(fù)雜空域的適應(yīng)能力。
　　最后在MATLAB的軟件中搭建了無人機(jī)空中加油自主會合控制的綜合仿真平臺。分別在加油機(jī)不同飛行策略以及受油機(jī)不同初始狀態(tài)的會合的情形，進(jìn)行了自主會合的仿真驗(yàn)證。
　　仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的自主會合控制方案，能夠使無人機(jī)具備自主會合能力，所設(shè)計(jì)的控制律在保證無人機(jī)的穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)引信號的精確跟蹤。仿真結(jié)果驗(yàn)證了所