飛翼無人機(jī)無動(dòng)力應(yīng)急著陸控制技術(shù)研究.pdf

1、無人機(jī)在飛行過程中可能會遇到突發(fā)事故造成發(fā)動(dòng)機(jī)故障，致使無人機(jī)失去動(dòng)力，研究無人機(jī)在無動(dòng)力狀態(tài)下的導(dǎo)航與控制策略與方法，保證無人機(jī)安全返回著陸，是無人機(jī)飛行控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文以樣例飛翼布局無人機(jī)為對象，研究無人機(jī)無動(dòng)力條件下是否能夠返回機(jī)場著陸（返場著陸）的判斷依據(jù)、返場著陸航路與導(dǎo)航策略、以及返場過程中的控制方法。根據(jù)研究結(jié)果制定出一套完整飛翼布局無人機(jī)無動(dòng)力應(yīng)急著陸導(dǎo)航和控制策略，基于RSLQR控制技術(shù)，設(shè)計(jì)應(yīng)急著陸過程中的飛

2、行控制律。
　　首先，本文應(yīng)用牛頓經(jīng)典力學(xué)理論，建立了樣例飛翼布局無人機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并對飛機(jī)氣動(dòng)性能、機(jī)動(dòng)性能、操作性能和模態(tài)特性等進(jìn)行了分析研究，為無人機(jī)的導(dǎo)航與飛行控制律奠定基礎(chǔ)。
　　其次，對無人機(jī)無動(dòng)力返回的軌跡進(jìn)行研究，將無動(dòng)力返場著陸的過程劃分為四個(gè)階段，并對每個(gè)階段的特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)論述，設(shè)計(jì)出了返場制導(dǎo)策略與著陸航線。根據(jù)無人機(jī)飛行性能詳細(xì)分析研究了飛行高度和航向?qū)o動(dòng)力返場能力的影響，提出了判斷無人

3、機(jī)是否有能力返場著陸條件判據(jù)。針對飛翼布局無動(dòng)力無人機(jī)對飛行控制魯棒性的要求，應(yīng)用RSLQR控制技術(shù)，對應(yīng)急著陸過程中的無人機(jī)的控制律進(jìn)行了設(shè)計(jì)，保證無人機(jī)能夠按照制導(dǎo)策略跟蹤應(yīng)急返場著陸航線。
　　最后，為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的制導(dǎo)策略、著陸航線和飛行控制律，使用MATLAB軟件搭建了無人機(jī)飛行仿真環(huán)境，分別在典型無動(dòng)力條件下和飛機(jī)模型不確定、初始狀態(tài)不確定、風(fēng)干擾等條件下進(jìn)行了飛行仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的導(dǎo)航與制導(dǎo)策略、應(yīng)急著陸