无人机自动着陆控制系统的设计与实现研究

发布时间：2017-05-11 21:14

  本文关键词：无人机自动着陆控制系统的设计与实现研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无人机在军事和民用领域内的广泛应用,特别是在现代战争中的独特作用,无人机的研制在世界范围内蓬勃发展。起飞和着陆是飞行的复杂阶段,同样无人机的安全起飞和完成任务后的安全着陆回收也是无人机研制的关键技术之一,因而无人机自动起飞和着陆控制系统的设计也显得重要。 本文介绍了无人机的发展史及无人机的各种发射和回收方式,研究探讨了无人机的两种自动着陆系统方案,并比较两种方案的优缺点及根据现有条件,确定采用了一种合适的着陆系统方案。在已确定的方案基础上,建立了无人机的地面滑跑非线性模型和着陆模型,分别进行自动起飞和自动着陆控制系统设计。采用升降舵控制和操纵前轮偏转分别设计了无人机的地面滑跑纵向和侧向控制律;采用下滑波束导引系统和自动拉平控制系统及侧向波束导引系统,结合PID控制律,分别设计了无人机的纵向自动着陆系统控制律和侧向自动着陆系统控制律,并在所设计的控制系统中加上几种常见的风干扰,通过MATLAB/SIMULINK仿真验证了控制系统的鲁棒性。 本论文设计的无人机自动起飞和自动着陆控制系统方案,基本符合要求,相信本论文所做的工作会对今后无人机自动起降技术的发展提供有益的参考。
【关键词】：无人机 自动起飞着陆 PID控制 仪表着陆系统
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：V249.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 无人机的发展史和特点8-9
• 1.2 无人机主要的发射和回收方式9-13
• 1.2.1 发射方式10-11
• 1.2.2 回收方式11-13
• 1.3 论文研究的背景及意义13-14
• 1.4 论文主要工作介绍14-16
• 第二章 无人机自动起飞/着陆系统的方案设计16-32
• 2.1 无人机起飞/着陆的特点16-17
• 2.2 无人机的典型起飞/着陆过程17-21
• 2.2.1 无人机的起飞过程18-19
• 2.2.2 无人机进场着陆过程19-21
• 2.3 自动着陆等级的划分21
• 2.4 无人机自动起飞/着陆方案21-32
• 2.4.1 自动着陆技术的发展21-24
• 2.4.2 无人机自动着陆总体方案一24-28
• 2.4.3 无人机自动着陆整体方案二28-30
• 2.4.4 方案的确定30-32
• 第三章 无人机非线性起飞模型的建立32-41
• 3.1 某型无人机的有关数据32-33
• 3.2 无人机起飞地面滑跑的运动方程33-41
• 3.2.1 无人机起飞滑跑纵向运动方程的建立33-36
• 3.2.2 无人机起飞滑跑的侧向运动方程36-41
• 第四章 无人机自动起飞控制律设计与仿真41-51
• 4.1 自动起飞控制系统概述41
• 4.2 无人机纵向自动起飞控制系统设计41-46
• 4.2.1 各个子控制系统介绍41-43
• 4.2.2 滑跑 起飞控制律设计43-46
• 4.3 无人机侧向自动起飞控制系统设计46-51
• 第五章 无人机非线性着陆模型的建立51-55
• 5.1 无人机着陆纵向运动方程的建立51-53
• 5.1.1 无人机着陆纵向运动方程51-52
• 5.1.2 纵向着陆运动方程中参数的计算52-53
• 5.2 无人机着陆侧向运动方程53-55
• 5.2.1 无人机着陆侧向运动方程53-54
• 5.2.2 侧向运动方程中参数的计算54-55
• 第六章 无人机自动着陆控制律设计与仿真55-77
• 6.1 自动着陆系统概述55
• 6.2 无人机自动控制系统基本性能要求55-56
• 6.2.1 姿态角自动控制系统的精度及瞬态响应要求55-56
• 6.2.2 飞行轨迹自动控制系统的精度与瞬态响应要求56
• 6.3 无人机纵向自动着陆控制系统设计56-67
• 6.3.1 俯仰姿态保持控制律设计57
• 6.3.2 高度保持控制律设计57-58
• 6.3.3 下滑波束导引律设计58-60
• 6.3.4 自动拉平系统导引律设计60-61
• 6.3.5 无人机纵向自动着陆控制律设计61-67
• 6.4 无人机侧向自动着陆控制律设计与仿真67-73
• 6.4.1 侧向轨迹控制系统介绍67-68
• 6.4.2 自动侧向波束导引68-71
• 6.4.3 无人机侧向波束导引自动着陆71-73
• 6.5 风干扰对无人机着陆的影响73-77
• 6.5.1 低空大气扰动模型73-74
• 6.5.2 大气干扰对无人机自动着陆的影响74-77
• 总结77-78
• 参考文献78-81
• 研究生期间发表的论文81-82
• 致谢82-83
• 西北工业大学业学位论文知识产权声明书83
• 西北工业大学学位论文原创性声明83

【引证文献】

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本文编号：358084