小型高速无人机纵向安全控制技术研究

发布时间：2021-01-13 05:12

　　针对某小型高速无人机操纵性强、稳定性差导致高速段安全性不足的问题,确立了低速段采用角速率阻尼内回路,高速段采用角速率指令内回路的纵向控制策略,并设计了过渡模态实现控制律的切换,完成了从起飞、巡航、加速与高速飞行全过程的纵向控制,解决了无人机在高速段对纵向质心偏移敏感的问题。首先,通过刚体运动模型和气动数据插值的方式对无人机进行建模,并以CMEX模型库的方式导入Matlab进行配平线性化。经过对模型的特性分析得出小型无人机飞行包线宽、操纵性强、稳定性差的特点。然后,针对无人机120m/s的低速段和200m/s的高速段分别展开纵向控制律设计。低速段包括起飞和巡航段,因为纵向具有静稳定性,采用常规的角速率阻尼内回路控制律,并通过参数不确定性仿真验证了控制律的鲁棒性。高速段因为飞行迎角过小导致失去静稳定性,而常规阻尼内回路受质心偏移影响较大,鲁棒性有所下降,因此设计了角速率指令内回路控制律,并通过与阻尼内回路在时域、频域和鲁棒性三个方面的对比,证明了指令内回路应用于高速段的合理性。接着,对无人机高速与低速之间的过渡段进行了设计,主要从交接空速的选择、控制律的切换和飞行模态的设计三个方面展开,并... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

靶机的飞行过程图

究对象的某小型高速无人机是一款用于战术导弹武器验证的亚音速靶机，该 3.36 米，直径 17cm，机身呈细长型，后略式机翼，小展弦比，左右各机采用 82 公斤力涡喷发动机。其机身构型示意图如下：

控制系统能够实现自主飞行，主要依靠的就是飞行控制系统。早期的飞控系统只负责飞机操纵性能的改善，而随着计算机硬件技术的发展，目前的飞控系统已经律解算、导航制导、模态管理等各项重要功能[13][14]，图 1.3 为无人机飞控系

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2974284