尾坐式共轴旋翼飞行器着舰策略与控制律设计
发布时间：2021-07-03 14:49
本文所研究的尾坐式旋翼飞行器是一种新型的舰载飞行器,具有直升机模式、过渡模式和飞机模式三种飞行模式,同时可以在三者之间进行模式转换,因此研究其飞行力学与飞行控制问题显得格外重要。本文对尾坐式旋翼飞行器的飞行力学问题、控制律、以及着舰航迹规划问题进行了较为深入的研究。本文采用机理建模的方法建立了尾坐式旋翼飞行器非线性动力学模型。确定了直升机模式、飞机模式与过渡模式的飞行区间。对于过渡模式提出了两种过渡路径,分别为失速过渡与弧形过渡。同时由于该飞行器具有舵面冗余的特点,为了使得飞行状态与操纵量的光滑过渡,采用了舵面融合技术对其进行配平,并对所提出的两种过渡路径的配平结果进行分析,得到各自的优缺点。尾坐式旋翼飞行器飞行状态变化显著,是一个复杂的系统。由于动态逆对复杂系统能够有良好的解耦作用与控制性能,本文采用非线性动态逆对该飞行器的各个模式分别设计了相应的子控制律,对于线性与非线性之间的不对消以及建模等因素所导致的误差,采用神经网络进行补偿,并对所设计的控制律进行全模式仿真验证。根据尾坐式旋翼飞行器各个模式的飞行动力学特点,确定了其着舰飞行策略,设计了自主着舰航迹规划算法以及着舰制导律,并通...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
XFY-1飞行器
最大前飞速度 300km/h，续航时间 4h。该型号于 2003 年 10 月成功进行了试oldenEye-50 是 GoldenEye-100 的微缩型，如图 1. 6 所示。该型号起飞重量 9kg，最大前 190km/h，续航时间 1h。美国国防高级研究计划局与美国海军研究办公室致力于打造 TERN 无人机，如图 1.7 一种中长航时舰载无人机，航程 900 海里，载货量为 600 磅（约 272 公斤），目的是将现军舰变身为无人机航母，拓展美军的空中侦查与打击能力，承担起情报、侦测任务[9]。除了军方所做的研究外，各国学者对尾坐式无人机的研究也做出了许多贡献。澳大利大学的 R. Hugh Stone 等人设计了 T-Wing，在 2005 年十月成功进行了垂直起降和悬停实年又完成了过渡飞行实验[10]；两年后美国杨百翰大学的 Randy Beard 等人也成功试飞了 ail-Sitter[11]；韩国学者 Yeunduk Jung 在 2010 年完成了 Tail-sitter UAV 的测试工作[12]；日 Matsumoto 将一架固定翼模型飞机改造成尾坐式无人机，并于 2010 年完成测试工作。外的学者进行的研究外，国内也在尾坐式飞行器方面有了一定的研究，国内学者张迪洲等用无刷直流电机设计了一款并联双发双十字型尾舵的 Tail-Sitter 无人机，并成功进行了降和悬停飞行实验[13]。哈尔滨工业大学的刘玉焘等学者利用自适应控制理论完成尾坐式飞行控制器的设计。
X-13飞行器
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外舰载无人机着舰引导技术发展现状[J]. 李强,张淑丽,蒙文巩. 无人系统技术. 2018(02)
[2]小型无人直升机鲁棒飞行控制[J]. 何淼磊,贺继林,周烜亦. 机器人. 2016(03)
[3]DARPA海基长航时无人机项目启动两项关键技术演示验证[J]. 郭朝邦. 飞航导弹. 2015(06)
[4]无人机飞行控制方法研究现状与发展[J]. 李一波,李振,张晓东. 飞行力学. 2011(02)
[5]舰载无人机的发展[J]. 赵涛. 舰船电子工程. 2010(04)
[6]无人机战术控制系统研究[J]. 柳煌,徐海樵. 舰船电子工程. 2008(05)
[7]无人机非线性动态逆控制器的设计研究[J]. 李怡勇,沈怀荣. 航天控制. 2007(05)
[8]垂直起降技术及其在无人机上的应用[J]. 王冠林,武哲. 飞航导弹. 2006(06)
[9]基于神经网络的鲁棒自适应逆飞行控制[J]. 朱家强,朱纪洪,郭锁凤,孙增圻. 控制理论与应用. 2005(02)
[10]无人机姿态控制系统的优化设计与仿真[J]. 齐晓慧,董海瑞. 军械工程学院学报. 2004 (06)
硕士论文
[1]尾坐式共轴旋翼飞行器飞行动力学特性研究[D]. 陈忠俊.南京航空航天大学 2018
[2]倾转旋翼机飞行控制律重构技术研究[D]. 文嘉瑜.南京航空航天大学 2018
[3]无人直升机自主着舰引导与控制技术研究[D]. 戴文正.南京航空航天大学 2014
[4]无人直升机着舰控制技术研究[D]. 郭署山.南京航空航天大学 2010
本文编号：3262793
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
XFY-1飞行器
最大前飞速度 300km/h，续航时间 4h。该型号于 2003 年 10 月成功进行了试oldenEye-50 是 GoldenEye-100 的微缩型，如图 1. 6 所示。该型号起飞重量 9kg，最大前 190km/h，续航时间 1h。美国国防高级研究计划局与美国海军研究办公室致力于打造 TERN 无人机，如图 1.7 一种中长航时舰载无人机，航程 900 海里，载货量为 600 磅（约 272 公斤），目的是将现军舰变身为无人机航母，拓展美军的空中侦查与打击能力，承担起情报、侦测任务[9]。除了军方所做的研究外，各国学者对尾坐式无人机的研究也做出了许多贡献。澳大利大学的 R. Hugh Stone 等人设计了 T-Wing，在 2005 年十月成功进行了垂直起降和悬停实年又完成了过渡飞行实验[10]；两年后美国杨百翰大学的 Randy Beard 等人也成功试飞了 ail-Sitter[11]；韩国学者 Yeunduk Jung 在 2010 年完成了 Tail-sitter UAV 的测试工作[12]；日 Matsumoto 将一架固定翼模型飞机改造成尾坐式无人机，并于 2010 年完成测试工作。外的学者进行的研究外，国内也在尾坐式飞行器方面有了一定的研究，国内学者张迪洲等用无刷直流电机设计了一款并联双发双十字型尾舵的 Tail-Sitter 无人机，并成功进行了降和悬停飞行实验[13]。哈尔滨工业大学的刘玉焘等学者利用自适应控制理论完成尾坐式飞行控制器的设计。
X-13飞行器
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外舰载无人机着舰引导技术发展现状[J]. 李强,张淑丽,蒙文巩. 无人系统技术. 2018(02)
[2]小型无人直升机鲁棒飞行控制[J]. 何淼磊,贺继林,周烜亦. 机器人. 2016(03)
[3]DARPA海基长航时无人机项目启动两项关键技术演示验证[J]. 郭朝邦. 飞航导弹. 2015(06)
[4]无人机飞行控制方法研究现状与发展[J]. 李一波,李振,张晓东. 飞行力学. 2011(02)
[5]舰载无人机的发展[J]. 赵涛. 舰船电子工程. 2010(04)
[6]无人机战术控制系统研究[J]. 柳煌,徐海樵. 舰船电子工程. 2008(05)
[7]无人机非线性动态逆控制器的设计研究[J]. 李怡勇,沈怀荣. 航天控制. 2007(05)
[8]垂直起降技术及其在无人机上的应用[J]. 王冠林,武哲. 飞航导弹. 2006(06)
[9]基于神经网络的鲁棒自适应逆飞行控制[J]. 朱家强,朱纪洪,郭锁凤,孙增圻. 控制理论与应用. 2005(02)
[10]无人机姿态控制系统的优化设计与仿真[J]. 齐晓慧,董海瑞. 军械工程学院学报. 2004 (06)
硕士论文
[1]尾坐式共轴旋翼飞行器飞行动力学特性研究[D]. 陈忠俊.南京航空航天大学 2018
[2]倾转旋翼机飞行控制律重构技术研究[D]. 文嘉瑜.南京航空航天大学 2018
[3]无人直升机自主着舰引导与控制技术研究[D]. 戴文正.南京航空航天大学 2014
[4]无人直升机着舰控制技术研究[D]. 郭署山.南京航空航天大学 2010
本文编号：3262793
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