無人飛行器控制參數(shù)離線優(yōu)化與在線調(diào)整研究.pdf

1、無人飛行器在軍事、民用范圍內(nèi)都體現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用市場和成績，已成為一個(gè)熱門的技術(shù)研究方向，受到了世界各國的高度重視。飛行控制律參數(shù)的選擇和優(yōu)化是無人飛行器飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的核心問題之一，直接影響無人飛行器執(zhí)行任務(wù)的效果和飛行安全。研究無人飛行器自動(dòng)飛行控制律參數(shù)整定和實(shí)時(shí)調(diào)整方法具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　論文針對無人飛行器飛行控制律參數(shù)難以整定，需要隨著飛行狀態(tài)和外界擾動(dòng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整以消除控制偏差的難題，采用參數(shù)離線優(yōu)化

2、和在線調(diào)整相結(jié)合的研究思路，首先對無人機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模和仿真分析，討論了飛行狀態(tài)改變和外界風(fēng)場擾動(dòng)對無人機(jī)飛行控制效果的影響及對控制參數(shù)調(diào)整的需求；提出了改進(jìn)后的混合模擬退火粒子群優(yōu)化算法來對參數(shù)進(jìn)行離線整定和優(yōu)化；設(shè)計(jì)了舵面平衡位置參數(shù)實(shí)時(shí)偏差修正算法，消除由飛行狀態(tài)改變導(dǎo)致的控制系統(tǒng)偏差；針對側(cè)風(fēng)擾動(dòng)影響，采用基于地速的制導(dǎo)算法，結(jié)合實(shí)時(shí)控制參數(shù)調(diào)整算法，修正航跡控制偏差；最后對研究成果進(jìn)行了仿真和飛行試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　針對

3、飛行控制律參數(shù)難以整定的問題，研究粒子群優(yōu)化算法，進(jìn)行了單個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的收斂性分析和參數(shù)敏感性分析，提出了改進(jìn)后的模擬退火算法；采用復(fù)雜函數(shù)對改進(jìn)后的算法進(jìn)行了仿真測試。并基于研究的無人機(jī)模型進(jìn)行了的控制參數(shù)優(yōu)化，對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果令人滿意。
　　而實(shí)際飛行狀態(tài)改變后，無人機(jī)舵面平衡位置需要進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，否則將引起控制系統(tǒng)偏差。論文對平衡位置修正方法進(jìn)行了研究，包括理論計(jì)算、傳統(tǒng)積分算法等，在積分算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改

4、進(jìn)，提出了平衡位置參數(shù)實(shí)時(shí)修正算法，對無人機(jī)縱向和橫航向的控制仿真結(jié)果驗(yàn)證了提出的實(shí)時(shí)修正算法的有效性。
　　針對實(shí)際飛行中側(cè)風(fēng)擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致航跡控制偏差的問題，論文采用基于地速的制導(dǎo)算法消除側(cè)風(fēng)影響，同時(shí)引入控制偏差對控制律參數(shù)的修正算法，減小超調(diào)，提高航跡跟蹤的精度；并提出了根據(jù)地速實(shí)時(shí)調(diào)整航向控制指令的方法，加快無人機(jī)在順風(fēng)條件下的航線跟蹤速率。
　　為了檢驗(yàn)所研究內(nèi)容的有效性，通過搭載自主研發(fā)自駕儀的試驗(yàn)無人機(jī)，分別圍繞