小型无人机纵向飞行品质研究

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1、第４４卷第３期航空计算技术Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．３２０１４年５月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＭａｙ．２０１４小型无人机纵向飞行品质研究王鹏，闫志安，马松辉（西北工业大学无人机特种技术重点实验室，陕西西安７１００６５）摘要：目前针对无人机的飞行品质评估标准缺失，都是参照有人机飞行品质准则对无人机进行评价，而且评价的标准也不统一。通过对某小型无人机增稳前后的性能进行分析对比，验证了有人机飞行品质标准中的ＣＡＰ准则和带宽准则对小型无人机的适用性，进而提出了小型无人机纵向飞行品质评定方法，对无人机飞行品质的研究具有一定的借鉴作用。关键词：无人机；增稳系统

2、；纵向飞行品质；带宽准则中图分类号：Ｖ２１２．１３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１４）０３桘００３３桘０３ResearchonLongitudinalFlyingQualityforSmallUAVＷＡＮＧＰｅｎｇ，ＹＡＮｚｈｉ桘ａｎ，ＭＡＳｏｎｇ桘ｈｕｉ（NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonUAV，NWPU，Xi′an７１００６５，China）Abstract：ＡｌｌｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＵＡＶｆｌｙｉｎｇｑｕａｌｉｔｉｅｓｈａｓｂｅｅｎｄｏｎｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｈｕｍａｎ

3、ｆｌｙｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｒｅｉｓｎｏｓｐｅｃｉａｌＵＡＶｆｌｙｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｖａｌｉｄａｔｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａ-ｂｉｌｉｔｙｏｆｈｕｍａｎｆｌｙｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎｓｕｃｈａｓＣＡＰａｎｄｂａｎｄｗｉｄｔｈｃｒｉｔｅｒｉｏｎｓｆｏｒｓｍａｌｌＵＡＶｓｔｈｒｏｕｇｈａｎａ-ｌｙｚｉｎｇｔｈｅＵＡＶｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎｏｆｃｏｎｔｒｏｌａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｓａｍｅａｎｓｔｏｅｖａｌ

4、ｕａｔｅｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｆｌｙｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｓｍａｌｌＵＡＶ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｎｐｒｏ-ｖｉｄｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＵＡＶｆｌｙｉｎｇｑｕａｌｉｔｙ．Keywords：ＵＡＶ；ｃｏｎｔｒｏｌａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｆｌｙｉｎｇｑｕａｌｉｔｙ；ｂａｎｄｗｉｄｔｈｃｒｉｔｅｒｉｏ引言价指标对无人机飞行品质进行评价。针对目前无人机飞行品质标准的缺失，本文系统近年来，无人机以其独特的优势越来越多地在民研究了算例小型无人机增稳前后的纵向飞

5、行性能，依用和军事领域使用，但与其迅猛发展形成鲜明对比的据有人机飞行品质标准对其纵向短周期飞行品质进行是，无人机飞行品质的研究却严重滞后。飞行品质规了评定，得出了小型无人机纵向飞行品质的新特点，并范是飞机和飞行控制系统的设计依据和标准，能保证提出了小型无人机的纵向飞行品质评价方法。飞机设计的可靠性和安全性，提高飞机设计的效率，缩短研制周期和降低研发成本。有人机飞行品质研究已经非常成熟，而且有力地支撑和推动了有人机迅猛发１增稳前后算例无人机的性能对比展，然而目前国内外尚无专门针对无人机的飞行品质本文研究的对象为质量５ｋｇ的某小型无人机，最标准，均是借鉴有人机飞行品质标准对无人

6、机飞行品大飞行高度３０００ｍ，最大飞行速度Ma＝０．０６。本文质进行研究。但是有人机飞行品质标准是否也能适用在设计点（h＝２０００ｍ，Ma＝０．０５）对算例无人机进行于无人机，目前没有定论，也是现在国内外研究的热分析评价。运行环境为ＭＡＴＬＡＢ，在设计点处对算例点。文献［１－３］对无人机飞行品质进行定性的分析，无人机进行纵向时域性能分析，结果表明无人机本体没有对具体的评价标准和性能指标进行研究说明；文时域性能不好，因此在此基础上对无人机本体进行增献［４－６］分析了有人机纵向飞行品质标准对无人机稳控制，增稳前后无人机的时域性能对比如下：的适用性，但是评价标准不统一：例如文献［

7、３］通过定１）增稳前后算例无人机的俯仰角δ、俯仰角速率q性的分析认为有人机的ＣＡＰ准则评价指标不再适用和速度V的时域响应对比，如图１所示。于无人机，而文献［６］则使用了有人机的ＣＡＰ准则评２）增稳前后的无人机稳定性对比，见图２。收稿日期：２０１４－０３－０３修订日期：２０１４－０４－１７作者简介：王鹏（１９７７－），山东淄博人，高级工程师，博士，主要研究方向为飞行控制与仿真、地形跟随、鲁棒控制、先进控制理论及应用等。·３４·航空计算技术第４４卷第３期的纵向飞行品质进行评定，以验证有人机飞行品质标准对无人机的适用性。