無人機(jī)空中加油會合段制導(dǎo)與控制系統(tǒng)設(shè)計及視景仿真.pdf

1、迄今無人機(jī)得到廣泛應(yīng)用，并經(jīng)歷多次實戰(zhàn)考驗，完成任務(wù)能力顯著。空中加油可以增大無人機(jī)的作戰(zhàn)半徑，延長飛行時間，提升有效載荷，提高無人機(jī)的總體作戰(zhàn)效能。本文針對空中加油會合階段無人受油機(jī)的制導(dǎo)與控制問題進(jìn)行了探索和研究。
　　首先，本文對空中加油會合階段中加油機(jī)和受油機(jī)的飛行策略進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上研究了無人受油機(jī)空中加油自主會合策略和任務(wù)要求，建立了無人受油機(jī)的動力學(xué)模型和加油機(jī)運動模型。同時，分析了加油機(jī)和無人受油機(jī)的相對運動

2、關(guān)系，為制導(dǎo)與控制系統(tǒng)的設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。
　　其次，設(shè)計了無人受油機(jī)飛行控制系統(tǒng)。從精確跟蹤制導(dǎo)指令的角度，采用動態(tài)逆方法設(shè)計飛行控制系統(tǒng)，使飛機(jī)直接跟蹤航跡角指令?？紤]到建模誤差和不確定性干擾的影響，設(shè)計了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的Backstepping飛行控制系統(tǒng)，并通過仿真驗證了所設(shè)計的控制系統(tǒng)的有效性。結(jié)果表明，通過引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償不確定性干擾，提高了飛行控制系統(tǒng)的魯棒性。
　　再次，針對空中加油會合的任務(wù)，根據(jù)無人

3、受油機(jī)與加油機(jī)的視線角及無人受油機(jī)飛行速度之間關(guān)系建立了滿足會合要求的滑?？刂泼妫O(shè)計了滑模追蹤制導(dǎo)律，實現(xiàn)了自主會合。基于Dubins最短路徑原理，根據(jù)幾何關(guān)系設(shè)計了空中加油會合航路點生成器，計算出預(yù)計轉(zhuǎn)彎點和預(yù)計會合點。仿真結(jié)果表明，該方法優(yōu)化了無人受油機(jī)的飛行軌跡，提高了效率。
　　最后，基于Vega、MFC和MATLAB搭建了空中加油會合視景仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)了從不同視角觀察受油機(jī)在空中加油會合過程中的運動。
　　研究表