复杂地形单兵无人机精准投弹稳定控制研究

发布时间：2021-03-30 17:47

　　针对单兵无人机悬停投弹时质量递次减小及重心变化所导致的弹丸投弹初始条件的改变,利用串级模糊PID控制方法对单兵无人机进行飞行稳定性控制,从而提高弹丸的落点精度。在建立无人机不平衡负载下的飞行动力学模型的基础上,利用模糊方法对串级PID控制中的参数实时调整,使其始终保持最优的控制状态,减小弹丸投放初始条件的误差。通过仿真验证表明:在400 m高度投放弹丸时,采用串级模糊PID控制方法的无人机,其投弹的落点精度较传统PID控制方法提高76%。串级模糊PID控制方法可应用于复杂地形下的以投弹为主要任务的单兵无人机,有效提高该类无人机的投弹精准度。 

【文章来源】：兵器装备工程学报. 2020,41(03)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

小型投弹无人机机体坐标系以及地面坐标系

为了方便建立单兵投弹无人机动力学模型，进行如下假设:无人机在飞行过程中可被认为是刚体，且机体均匀对称;无人机在整个飞行过程中，不受除了桨叶自身产生的气流之外的影响，默认当地气象条件无风雨;把坐标系的原点建立在无人机的几何中心上;机体所受到的空气阻力可以忽略不计;桨叶旋转所产生的升力与其转速的平方成正比，反扭矩与转速的平方成正比。1.1 单兵投弹无人机质心运动模型

在无人机搭载弹药后，重心位置发生偏移，故重心由初始坐标o(0,0,0)迁移至o"(xa,ya,0)。根据受力分析可知，机体所受外力和力矩有无人机和所载弹丸的合重力G、四片桨叶所产生的升力Fi(i=1,2,3,4)，方向垂直桨叶向上，如图3所示。同时产生扭转力矩Mi(i=1,2,3,4)，方向垂直桨叶的旋转平面，与旋转矢量相反。桨叶的升力可表示为

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3109895