魏扬, 张登成, 张艳华, 朱和铨, 郑无计

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)



无人机自主编队制导律设计

魏扬, 张登成, 张艳华, 朱和铨, 郑无计

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)

摘要:自主编队是无人机集群作战的关键技术。提出了一种基于视线的三维无人机双机与多机自主编队方法。制导律采用横纵分离的经典PD控制方式进行设计,建立了加入制导律的双机、多机的质点相对运动学模型,通过求解该模型在平衡点处的雅克比矩阵的特征根,来判断制导律的稳定性。仿真结果表明:设计的制导律能有效导引无人机构成编队,并保持编队飞行。

关键词:无人机; 自主编队; 制导律; PD控制; 雅克比矩阵

0引言

在未来战争中,仅靠单架无人机自主作战无法适应复杂多样的战场环境,而具备协同作战的无人机编队能更好地完成任务[1],与单架无人机相比具有作战效率高、视野广阔等优势,可实现对目标的全方位立体监视,对地精确攻击。近距离编队飞行还可使整体阻力减小[2]。编队飞行作为无人机研究领域的热点与难点问题,涉及多项关键技术,例如:队形设计、自主编队、队形保持变换、协调通信等。

无人机自主编队是实现集群作战的关键技术。无人机固定编队飞行通常分为队形构成、队形保持和队形重构三个阶段[3]。队形构成实质就是自主编队,即要求僚机能够以设计的制导律,通过航向、速度和高度变化与长机自主完成设定的编队队形。……