基于翼傘空投機器人系統(tǒng)的自主歸航研究.pdf

1、翼傘具有良好的操縱性能和滑翔性能，使得空投的精度和空投質(zhì)量大大提高，在航天器回收，物體投放中的應用越來越廣泛。災后探測環(huán)境復雜，利用翼傘在第一時間空投機器人進入災難現(xiàn)場(通過機器人攜帶的各種傳感器探測現(xiàn)場的情況)，提升公共安全與減災領域的科技水平。實際空投過程中由于各種干擾的存在，需要有控制系統(tǒng)進行誤差修正，以期實現(xiàn)翼傘空投機器人系統(tǒng)的精確自主歸航。該文主要對翼傘空投機器人系統(tǒng)的動力學模型建立、基于混沌粒子群的航跡規(guī)劃和水平面航跡跟蹤控

2、制進行了研究。主要內(nèi)容如下：
　　 (1)空投物質(zhì)量決定了翼傘的選型，翼傘傘型決定系統(tǒng)的動力學特性，航跡跟蹤控制中翼傘系統(tǒng)的六自由度運動模型可以滿足仿真需求。針對預選的某傘型對該翼傘系統(tǒng)進行了動力學仿真。通過設置常值側(cè)風的仿真環(huán)境，分析風對系統(tǒng)的影響，得出翼傘的轉(zhuǎn)彎、雀降等重要性能的參數(shù)，提供驗證控制算法的仿真基礎，為設計實際控制系統(tǒng)提供理論依據(jù)。
　　 (2)以翼傘系統(tǒng)的三自由度質(zhì)點模型為基礎，提出基于混沌粒子群優(yōu)化算

3、法的翼傘系統(tǒng)軌跡規(guī)劃的方法。該方法采用非均勻B樣條技術(shù)實現(xiàn)最優(yōu)控制規(guī)律的參數(shù)化，將翼傘系統(tǒng)軌跡規(guī)劃的最優(yōu)控制問題轉(zhuǎn)換成參數(shù)優(yōu)化問題，進而運用混沌粒子群優(yōu)化算法進行尋優(yōu)計算。軌跡規(guī)劃的控制曲線是光滑的，利于電機對翼傘系統(tǒng)的操縱傘繩實施控制。該方法對尋優(yōu)的初始位置不敏感，易于編程實現(xiàn)。翼傘系統(tǒng)路徑尋優(yōu)的主要目的是獲得控制歸航的軌跡特點和規(guī)律，以便于合理設計歸航軌跡。
　　 (3)為滿足著陸精度的要求，提出了翼傘系統(tǒng)水平面航跡跟蹤控制