基于动态逆的无人机机动控制律设计_初阳

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1、第32卷第2期指挥控制与仿真Vol.32No.22010年4月CommandControl&SimulationApr.2010文章编号：1673-3819(2010)00-0104-05基于动态逆的无人机机动控制律设计初阳，陈培龙（中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所，江苏连云港222006）摘要：针对现代无人机机动性的需求，基于动态逆系统理论，提出一种适合小型无人机机动指令跟踪的非线性控制方法，分别设计了慢变量和快变量动态逆控制律，并通过对无人机航迹倾斜角的实时导引控制，进一步提高无人机的整体机动性。仿真结果表明，基于动态逆的航迹倾斜角反馈控制能够达到期望的机动效果，具有良好的

2、指令跟踪性能。该控制律可应用于无人侦察机规避高空障碍，具有重要的现实意义。关键词：无人机；机动性；动态逆中图分类号：V279文献标识码：ADOI:10.3969/j.issn.1673-3819.2010.02.027DesignofUAVManeuveringControlLawBasedonDynamicInversionCHUYang,CHENPei-long(JiangsuAutomationResearchInstituteofCSIC,Lianyungang222006,China)Abstract:Aimingattherequirementsofthemaneuve

3、rabilityformodernUAV,thepaperputsforwardanonlinearguidancemethodofmaneuverableinstructiontrackingforUAV,basedondynamicinversiondesigntheory.Thedynamicinversiontoslowstatesandfaststatesisdesigned.Bycontrollingtheinclinationoftheflighttrack,theUAVverticalmaneuvercanbeimprovedmore.Thesimulationre

4、sultsdemonstratethatdynamicinversioncontrollercanimplementtrackingcontrolforUAVwell.ThismethodcanbeapplicabletoUAVevadingtheobstaclesupperair,ithasanimportantpracticalsignificance.Keywords:UAV;maneuverability;dynamicinversion随着导弹、火炮、雷达等现代防空武器装备的日定回路的基础上，加入一个机动指令产生器构成的。益完善，无人机的生存力受到更多越来越严重的威胁，控

5、制无人机做预期机动动作的机动控制策略如图1所例如来自地面火炮系统、地空导弹、空空导弹等武器示。在无线电上、下行信道畅通的条件下，由地面操的威胁。在战场上，可以通过提高无人机本身的机动纵控制计算机利用无线电定位系统实时提供无人机相性来规避地面或空中武器攻击以及空中危险区域障对地面站的斜距、方位以及障碍物的位置、速度、加碍，提高生存概率。因此，研究无人机的机动控制律速度等信息，然后由机动产生器对这些信息进行处理，具有重要意义。并输出机动指令控制量，通过无线电遥控信道把控制本文参照了非线性动态逆控制在战斗机上成功应量发送到机体上，然后由机上执行机构控制无人机对用的先例上，将动态逆控制技术

6、应用于无人机的控制这些指令进行跟踪，使无人机做出预期的机动动作[2-3]律设计，分析前视雷达获得的目标障碍信息，设计适。当的控制律，对无人机的航迹状态信息进行反馈控制，实现上述控制策略的关键在于控制器对机动产生并加入PID控制来弥补系统误差，实现基于目标跟踪器输出的机动指令跟踪。近年来动态逆技术成功通过[1]的无人机机动飞行控制，使无人机能够完成小范围有人机实际飞行测试，获得广泛认同，本文把这种高快速爬升和俯冲、大角度加速转弯等机动动作。度非线性的动态逆技术运用到无人机上，以增强无人机的指令跟踪效果。为了进一步改善系统的稳定性，1控制策略本文还对动态逆控制器的每个回路加入适当PID

7、控本文中的无人机机动飞行控制结构是在姿态角稳制，通过动态逆和PID的联合控制实现机动指令跟踪。操纵机动产生指令无人机对任务信息PID控制器动态逆控制器任务器机动象输出指令指令显示状态反馈位置姿态信息图1无人机机动飞行控制结构收稿日期：2009-10-21修回日期：2009-11-02作者简介：初阳（1985-），男，山东烟台人，硕士研究生，研究方向为飞行控制与仿真。陈培龙（1965-），男，研究员，硕士生导师。第2期指挥控制与仿真1052机动产生器人机的飞行机动能力，