UAV无动力螺线下滑纵向自适应非线性制导律设计

黄得刚1，章卫国1，邵山2，王志刚2，张秀林2，杨立本1

(1．西北工业大学自动化学院，陕西西安710072; 2．沈阳飞机设计研究所，辽宁沈阳110035)

摘要:针对无人机失去推力后如何跟踪一条螺线下滑路径的纵向制导问题，提出了一种纵向自适应非线性制导方法。该方法首先利用几何关系推导出纵向制导律;其次将其转化为一个二阶黏性阻尼振荡系统，并由此证明了制导律的稳定性;然后为改善制导系统的收敛时间以及抗干扰能力，设计了一种制导律的自适应方案;最后将所提出的方法用于无人机失去推力后螺线下降的纵向路径跟踪过程。仿真结果表明，与非自适应制导方法相比，无论有或无常值风扰动，所提出的方法均可提高系统的跟踪精度。

关键词:无动力;自适应;非线性制导; UAV;螺线下降;粘性阻尼振荡

近年来，美国NASA和其他国家的一些科研机构逐步开始重视飞行器迫降过程自动化的研究，并取得了一些成果，如美国密歇根州立大学［1］，澳大利亚昆士兰科技大学［2-4］等，这是由于固定翼飞行器具备这种无动力滑翔能力，一旦将这种能力实现自主化，飞行器的安全性以及应用范围将得到很大提升。

当UAV失去推力后，为了使其安全到达指定降落点，设计跟踪期望滑行路径的制导方法是核心任务之一。航迹点跟踪是一种常规的路径跟踪方法，该方法在给定的路径上选取一系列航迹点，飞行器在这些航迹点上飞过，这样就可以近似跟踪一条给定的路径［5］。……