無人機空中加油自主會合控制研究.pdf

1、針對無人機載重小、油量少的缺點，國外航空發(fā)達國家開始研究無人機空中加油相關(guān)技術(shù)。自主會合是其關(guān)鍵技術(shù)之一。論文針對無人機空中加油自主會合導引律和受油機飛行控制問題開展了深入的研究和探索。
　　論文首先根據(jù)資料整理出無人機的結(jié)構(gòu)和氣動參數(shù)建立無人機的六自由度非線性模型，并通過分析橫側(cè)向運動的自然特性，驗證所建的數(shù)學模型的正確性。
　　其次，根據(jù)無人機和加油機相對位置關(guān)系，設(shè)計自主會合導引律,并根據(jù)初末端的會合情況不同設(shè)計不同的

2、初末端導引律。然后設(shè)計了速度指令和高度指令跟蹤控制器，最后進行了導引指令和控制指令的轉(zhuǎn)換。
　　第三導引系統(tǒng)設(shè)計完成后，需要設(shè)計精確和穩(wěn)定的控制系統(tǒng)來完成無人機對導引指令的精確跟蹤和保持。本文采用基于PID控制律設(shè)計方法，從無人機高度、速度、航向等多個方面設(shè)計無人機的控制律，從而完成對無人機的軌跡和姿態(tài)的控制，達到自主會合的要求。
　　第四設(shè)計了大氣擾動的模型，主要考慮大氣對無人機橫側(cè)向的干擾，通過離散突風模型和隨機連續(xù)紊流

3、模型對無人機的側(cè)向干擾的仿真驗證，設(shè)計了側(cè)風干擾補償控制器，提高了無人機控制系統(tǒng)對復(fù)雜空域的適應(yīng)能力。
　　最后在MATLAB的軟件中搭建了無人機空中加油自主會合控制的綜合仿真平臺。分別在加油機不同飛行策略以及受油機不同初始狀態(tài)的會合的情形，進行了自主會合的仿真驗證。
　　仿真結(jié)果表明所設(shè)計的自主會合控制方案，能夠使無人機具備自主會合能力，所設(shè)計的控制律在保證無人機的穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了導引信號的精確跟蹤。仿真結(jié)果驗證了所