飞翼舰载无人机着舰控制技术研究

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1、中图分类号：V249论文编号：102870315-S126学科分类号：081101硕士学位论文飞翼舰载无人机着舰控制技术研究研究生姓名崔克进学科、专业控制理论与控制工程研究方向飞行控制技术指导教师李秀娟副研究员南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一五年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringTheResearchofCarrierLandingControloftheFlying-wingUAVAThesisinControlSci

2、enceandEngineeringbyCuiKejinAdvisedbyLiXiujuanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2015承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许

3、论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要飞翼舰载无人机着舰段轨迹跟踪要求高、控制难度大、干扰因素多，是舰载机使用的核心难点。加之其特殊的气动布局导致的横侧向稳定性差，纵向操纵效率低等问题，使得无人机着舰段成为飞行事故的高发段。本文在对着舰段关键技术进行详细研究的基础上，设计了飞翼无人机动态着舰轨迹线和纵横向控制律，解决了飞翼无人机定点着舰的引导与控制问题。在精确分析航母运动对着舰点的影响的基础上，结合无人机的气动性能、操纵性能、机动性能和模态特性，参

4、考有人机着舰轨迹和控制要求，设计了具有进场平飞、下滑引导和甲板运动补偿三个阶段的飞翼无人机着舰段轨迹线，实现了理想着舰点动态跟踪。依据着舰轨迹线各阶段的控制要求，综合考虑法向加速度和俯仰角速度的控制需求，应用RSLQR-L1控制理论设计了以C*为内回路的高度控制器，实现了高度的准确跟踪；针对飞翼无人机耦合特性和横航向不稳特性，设计了耦合补偿机制和横侧向增稳控制律，在此基础上应用RSLQR方法设计了以滚转角为内回路的航迹跟踪控制器，解决了着舰过程的航路跟踪问题。根据航母扰动运动造成的着舰点移动对飞翼无人机着舰精度的影响，设计了着舰点垂直运动补偿网络，提高了甲板运动补偿段轨迹跟踪精度

5、，增加了着舰成功率。最后，应用matlab软件搭建了飞翼无人机着舰段的数值仿真环境，对模型不确定性、大气风场、航母运动及甲板沉浮等情况进行了综合仿真验证，结果表明飞翼无人机着舰轨迹线不受航母运动情况的影响，各阶段控制律满足舰载无人机自动着舰系统鲁棒性、准确性和快速性的需求。关键词：飞翼舰载无人机，着舰轨迹线，鲁棒自适应控制，纵向甲板运动补偿iAbstractAsthehightrackingprecision,greatcontroldifficultyandmuchdisturbingfactors,carrierlandinghasalwaysbeenacoredifficu

6、ltyforflying-wingUAV.Togetherwithpoorlateralstabilityandlowlongitudinalcontrolefficiencycausedbythespecialaerodynamicconfiguration,carriedlandingofflying-wingUAVisknownforaccidents.Basedonthecomprehensivestudyofkeytechniquesofcarrierlanding,dynamiclandingtrajectoryandcontrollawofflying-wingUA

7、Vweredesigned,whichsettledtheguidanceandcontrolproblemsofdesignatedcarrierlanding.Undertheconditionthattheinfluenceofaircraftcarriermotiononlandingpointwasanalyzedprecisely,byconsultinglandingtrajectoryandcontrolrequirementofmannedcarrier-bas