无人机紧密编队协同控制设计与仿真
2012-07-04陈春东魏瑞轩张立鹏
电光与控制 2012年7期
陈春东, 魏瑞轩, 董 志, 张立鹏, 钮 磊
(1.空军工程大学航空航天工程学院,西安 710038;2.中国人民解放军驻沈阳飞机工业集团有限公司军事代表室,沈阳 110850;3.中国人民解放军94590部队,山东潍坊 261000)
0 引言
无人机编队协同可以提高执行任务的成功率和抗突发事件的能力,在侦察、干扰以及对地攻击等方面具有单机无法比拟的优势。特别是无人机紧密编队飞行,更可以极大地节省动力需求,提高航行距离、飞行速度和负载重量等能力。无人机紧密编队协同控制研究引起了国内外学者的广泛关注[1]。
紧密编队协同控制主要解决的问题是飞机之间相对位置的保持和空气动力的影响。目前,对于编队飞行控制问题的研究,文献[2]提出使用内外环控制的思想;文献[3]使用常规的PID设计方法进行设计;文献[4]采用反馈线性化的设计思想。总结这些设计方法,主要是以编队动力学模型为设计基础,采用相应的设计思路,能够达到良好的控制效果,但研究对象均为非紧密编队,编队的数学模型忽略了无人机间的气动耦合效应,不能用于无人机紧密编队的控制设计。文献[5]使用直接自适应控制技术和混合PID控制器设计了编队飞行控制系统,仿真结果表明设计的编队飞行控制系统达到了理想的效果,但研究的只是二维环境下的无人机质点模型编队飞行控制问题;文献[6]分析了紧密编队的气动耦合影响,但文中并未涉及到控制器设计问题。
本文在上述研究的基……
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