無人機(jī)空中加油過程中編隊(duì)保持控制方法研究.pdf

1、無人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中具有非常重要的作用，空中加油技術(shù)能夠增大無人機(jī)的航程和有效載荷，延長其續(xù)航時間。具備自主空中加油能力是未來無人戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展的方向，本文針對空中加油過程中無人受油機(jī)編隊(duì)保持控制問題開展了深入的研究和探索。
　　首先，根據(jù)飛行力學(xué)和空氣動力學(xué)的相關(guān)知識，為抑制燃油傳輸給無人機(jī)帶來的影響，將質(zhì)量的變化等效為對無人機(jī)力和力矩的干擾，建立了無人機(jī)六自由度非線性運(yùn)動模型。為了驗(yàn)證所建模型的合理性，建立了一個簡單的油箱模型來模擬

2、加油過程，并設(shè)計(jì)了三種不同的加油方案，分析了燃油傳輸對模型自然特性的影響，為下一步的飛行控制律設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
　　其次，針對無人機(jī)空中加油編隊(duì)飛行過程中無人機(jī)之間存在的氣動耦合問題，以 Biot-Savart定律為基礎(chǔ)，加油機(jī)由基本馬蹄形旋渦近似代替，研究了受油機(jī)以橢圓翼近似表示在編隊(duì)飛行中受油機(jī)所受的升力、阻力和側(cè)力變化，并計(jì)算出在編隊(duì)飛行中受油機(jī)所受的力矩的變化以及作用在無人受油機(jī)的有效風(fēng)分量和有效風(fēng)梯度，并推導(dǎo)了無人受油

3、機(jī)機(jī)體誘導(dǎo)轉(zhuǎn)動角速度。
　　再次，采用了經(jīng)典的控制方法來進(jìn)行控制律設(shè)計(jì)，對空中加油過程中編隊(duì)保持控制系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)配置,并完成了無人受油機(jī)高度保持控制器、航向保持控制器、側(cè)向偏離控制器和速度保持控制器的設(shè)計(jì)。采用非線性動態(tài)逆控制的方法設(shè)計(jì)無人機(jī)姿態(tài)控制系統(tǒng)，作為空中加油過程中的編隊(duì)飛行控制系統(tǒng)的內(nèi)回路，針對建模誤差，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線補(bǔ)償來提高控制器的魯棒性，從而抑制燃油傳輸帶來的擾動。
　　最后，在 MATLAB數(shù)值仿真環(huán)境中