基于ADS-33的无人飞行器悬停低速飞行品质特性研究

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1、2014年第2期导弹与航天运载技术No.22014总第331期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.331文章编号：1004-7182(2014)02-0048-04DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20140212基于ADS-33的无人飞行器悬停低速飞行品质特性研究裴少俊，顾冬雷，刘宝（南京模拟技术研究所，南京，210016）摘要：研究了美国军航标ADS-33-PRF，并针对悬停低速段的无人飞行器特性做适用性剪裁，从稳定性要求、中小幅值姿态变化响应要求和纵横向轴间耦合要求等三方面论述了剪裁要求。最后以某型无人飞行器纵向通道为例，应

2、用剪裁后的ADS-33规范评估了悬停低速段的飞行品质。关键词：无人飞行器；飞行品质；稳定性；操纵性；耦合性中图分类号：V24文献标识码：AResearchonFlyingQualitiesofUnmannedVehicleinHoverandLowSpeedBasedonADS-33RequirementsPeiShaojun，GuDonglei，LiuBao（NanjingSimulationTechniqueResearchInstitute，Nanjing，210016）Abstract:Inthispaper,ADS-33E-PRFwasstudiedandapplic

3、ablepruningweremadeaccordingtothecharacteristicsofunmannedhelicopterathoverandlowspeed.Revisionrequirementswerediscussedfromtheperspectivesofstability,attitudechangesresponsetocontrolinputandtwo-waycouplingbetweencenters.Longitudinalmodelofsomeunmannedhelicopterwastakentoexplainapplicationso

4、fADS-33standardstounmannedhelicopterflyingqualitiesassessment.KeyWords:Unmannedvehicle；Flyingqualities；Stability；Handlingqualities；Coupling0引言控操纵手能在姿态增稳条件下轻松地完成各种规定的目前，国内外有多个飞行器飞行品质规范，其中飞行任务；等级3表明即使引入姿态增稳外控操纵手引用最多的是美国陆军的航空设计标准ADS-33E-PRF也仅能安全地操纵飞行器，但任务效果不佳且驾驶困（以下简称ADS-33），但针对无人飞行器的飞行品质难。规范尚未

5、形成正式标准。本文从无人飞行器悬停低速1.1稳定性要求段主要品质特性即稳定性、中小幅值姿态变化响应和飞行器的稳定性指受到扰动后的响应或运动表纵横向轴间耦合性3方面阐述了ADS-33的适用性剪现，ADS-33对稳定性的要求，主要有以下几个方面：裁要求，并应用剪裁后的规范评估了某型无人飞行器a）对操纵扰动的响应。纵向通道悬停低速段的飞行品质。飞行器对于作用到俯仰操纵执行机构（如舵机）的扰动，短周期受扰响应必须符合规范对纵轴的带宽1ADS-33适用性剪裁和相位延迟的规定，中等周期的响应必须有良好的动ADS-33根据带宽和延迟时间的不同，组合定义了稳定性，对于等级1，任何振荡模态的有效

6、阻尼比不得[2]评价操纵性的3个等级。对于无人飞行器，评定等级低于ξ=0.35。对于无人飞行器，用姿态保持响应类型的标准不能完全按照ADS-33的标准判断，而是根据就可以满足本条要求，因此可以去除阻尼比限制要求。多年的实践经验来确定操纵性等级。等级标准是：等b）前飞中的纵向稳定性。级1表明无人飞行器的操纵性能好，外控操纵手能在ADS-33对前飞中的纵向稳定性，只规定了定性要[1]手动条件下完成各种规定的飞行任务；等级2表明外求。对于无人飞行器，前飞中的纵向稳定性根据纵向收稿日期：2013-11-15；修回日期：2014-02-26作者简介：裴少俊（1964-），男，高级工程师，

7、主要从事控制工程研究工作第2期裴少俊等基于ADS-33的无人飞行器飞行品质特性研究49沉浮模态的特征值判断；对于等级1，要求特征值位于飞行器操纵轴间耦合是飞控系统必须着力解决的重要虚轴左半平面，位于虚轴右半平面特征值可根据不同问题之一，ADS-33对于轴间耦合品质的要求，可认为的飞行任务规定其等级。等同适用于无人飞行器。1.2中小幅值姿态变化响应要求飞行器的俯仰姿态对纵向周期变距操纵输入的响2算例与分析应是飞行器最重要的纵向飞行品质参数。ADS-33分别以某型无人飞行器为例，分别从稳定性、中