刘宪飞, 王勇, 张代兵

(1.北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院, 北京 100191;2.国防科学技术大学 机电工程与自动化学院, 湖南 长沙 410073)

无人机着舰纵向广义轨迹优化设计

刘宪飞1, 王勇1, 张代兵2

(1.北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院, 北京 100191;2.国防科学技术大学 机电工程与自动化学院, 湖南 长沙 410073)

针对复杂气流干扰对无人机着舰的影响,对无人机着舰的纵向下滑轨迹进行研究。首先,针对常规控制结构的不足,提出一种基于直接力控制的无人机着舰纵向控制策略,进而引出无人机广义轨迹概念;然后,考虑各种约束条件,将无人机纵向广义轨迹设计转化为约束非线性规划问题,求解得到不同海面自然风速下的纵向广义轨迹,以及该广义轨迹与海面自然风速的函数关系。算例优化设计结果满足各种约束条件和优化目标,可以保证无人机在不同海面自然风速下都具有更大的扰流抑制能力。

广义下滑轨迹; 直接力控制; 海面自然风; 操纵余量

0 引言

无人机着舰是整个飞行过程的最后阶段,同时也是安全事故频发的阶段。无人机着舰的环境非常复杂:无人机要降落在长度有限且运动的甲板上[1],同时还受到着舰空间复杂气流的干扰,包括海面自然风干扰和舰尾扰流干扰[2]。在复杂的着舰环境中实现安全着舰与对无人机的精确引导密不可分,而对无人机的精确引导离不开精确的着舰下滑轨迹。因此,对着舰下滑轨迹的研究是十分必要的。……