用于无人机精确着舰的翼伞归航控制方法

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1、第38卷第3期航天返回与遥感2017年6月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING43用于无人机精确着舰的翼伞归航控制方法王帝滕海山吴世通（北京空间机电研究所，北京100094）摘要舰载无人机是未来的发展趋势，无人机如何能够精确安全着陆在小型舰船是亟需解决的关键技术。文章介绍了一种采用可控翼伞实现无人机精确着舰的回收方法，在传统的翼伞分段式归航控制方法的基础上，设计了一种带末段修正的改进型归航控制方法，有效提高了翼伞归航精度；再结合受控动目标协作控制方法，实现翼伞载无人机的精确着舰。文章建立了归航控制航迹规划模型，通过MATLAB软件进行了仿真分析，验证了

2、控制方法的可行性，并与传统的分段归航控制方法进行比较，证明了该方法可显著提高着陆精度。关键词翼伞无人机分段归航动目标航迹规划着舰回收中图分类号:V445文献标志码:A文章编号:1009-8518(2017)03-0043-10DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2017.03.005HomingMethodofControllableParafoilforLandingofUAVonDeckWANGDiTENGHaishanWUShitong（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094

3、,China）AbstractCarrierunmannedaerialvehicle(UAV)isadevelopmenttrendinthefuture.NowhowtheUAVaccuratelyandsafelylandingonasmallshipisakeytechnologyneededtobesolved.ThispaperintroducesakindofmethodwhichUAVcanaccuratelylandonasmallshipwithacontrollableparafoil.Basedonthetraditionalmultiphasehomin

4、gmethod,itdesignsanimprovedcontrolmethodwithindependentcorrectionduringthelastphase,improvingtheaccuracyeffectively.Cooperatedwiththecontrollablemovingtarget,parafoilwithUAVcanlandondeckaccurately.Thepaperbuildsahomingcontrolpathplanningmodel,itcarriesoutthesimulationandanalysiswithMATLAB,and

5、verifiesthefeasibilityofthismethod.Comparingwiththetraditionalhomingmethod,thismethodcansignificantlyimprovethelandingaccuracy.Keywordsparafoil;unmannedaerialvehicle(UAV);multiphasehoming;movingtarget;pathplanning;landingondeck0引言自从20世纪80年代末，美国海军率先将无人机搬上“依阿华号”战列舰，用于侦察、目标指示、[1-2]校正弹道等作战任务。在199

6、1年的海湾战争中，“威斯康星号”和“密苏里号”战列舰凭借舰载无人机的杰出性能，给伊军以沉重打击。随着无人机技术的飞速发展，在不久的将来，舰载无人机必将成为水面舰艇的重要装备。在无人机执行任务过程中，回收过程是一个非常重要且容易出现故障的阶段。有[3]资料表明，无人机回收过程的故障数占无人机整个执行任务故障数的80%以上。因此，对舰载无人机回收的研究非常必要。收稿日期：2017-03-2944航天返回与遥感2017年第38卷目前，舰载无人机的回收方式可归纳为轮式着陆、撞网回收、伞降回收、天钩回收、绳钩回收等类型，其中轮式着陆、撞网回收和伞降回收是比较常用的回收方式。轮式着陆有丰富的

7、可用经验，但是需要较大甲板；撞网回收无需较大甲板，但是需要在尾部展开拦截网；普通伞降回收较为平稳，但是落点位置精度较低，难以安全准确地降落在舰船甲板上，多采用在水面上降落，落水后会对无人机及其内部设备造成不良影响。如果能够有效地提高伞降回收的落点精度，该回收方式将成为舰载无人机精确着舰[2-3]的主要方法。由此可见，无人机如何精确安全着陆在小型舰船上是目前需要解决的关键问题。近年来提出了采用翼伞实现无人机精确回收的方法，该方法可以有效降低无人机的着陆速度，提高着落精度，使无人机安