飞翼无人机着舰横侧向控制律设计
2021-12-27刘光锐陈欣
机械制造与自动化 2021年6期
关键词:设计
刘光锐,陈欣
(南京航空航天大学,江苏 南京 210016)
0 引言
飞翼布局无人机拥有气动和结构效率高、升阻比和有效载荷量大、载荷分布均匀以及隐身性能好等优点[1],因而受到了世界各国的广泛关注。目前,这一类无人机在世界范围内尚未投入使用,还处于试验阶段。
对舰载机而言,影响舰载机着舰的因素有海洋、大气和着舰平台等,这些因素导致舰载机的着舰操作异常复杂。据公开资料,美国的X-47B无人机是当前世界上唯一一款成功在航母上自主起降的无人机[2-3],其着舰方式采取人工控制和自适应控制相互结合。飞翼无人机的研究技术属于机密,当前理论界的研究成果甚少。王鑫[4]提出基于多变量模型参考自适应理论的抗干扰飞行控制律,在较快的响应下通过抑制作用保证系统的稳态、瞬态响应各项指标的稳定性。杨恩泉等[5]人指出,基于反馈线性化方法的非线性控制方法需要精确的系统模型,然而这是很难做到的。
在飞翼无人机着舰过程中,对理想着舰点的高度与距离的精确跟踪仍是一大难点。本文首先针对无人机着舰横向控制提出了几点要求,并设计了航向增稳控制律,解决了飞翼无人机着舰横侧向荷兰滚模态不稳定的问题;其次基于自适应动态逆理论设计了滚转角控制律,使滚转角控制变得准确、稳定;最后设计了以航迹角控制器和侧向速度控制器,实现了平动轨迹的精确跟踪,同时在每个控制器设计后都对控制器的响应和裕度进行了鲁棒性分析验证。……
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