某小型低空高速无人机控制律设计与仿真.pdf

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1、技术与应用某小型低空高速无人机控制律设计与仿真尤俊彬张喆(中国飞行实验研究院，陕西西安710089)【摘要】本文在研究过程当中，通过对自动控制理论知识的利用，对俯仰角速度;飞机的实际气压高度以及指令气压高度分别用H以某小型低空高速无人机飞行控制系统的控制律进行了分析，并利用飞及HC来进行表示。机运动方程进行了相应的验证。此外，本文利用系统仿真的方法，采在该公式当中，Kr

2、r

3、能够对飞机在倾斜转弯时造成的高度损Z用飞机全量扰动模型对该飞机的控制系统进行了验证。通过实际的失进行补偿，上文当中提到的控制律能

4、够采用飞机纵向小扰动运研究表明，本文当中研究设计的无人机飞行控制系统能够达到无人机动方程进行初步验算，根据实际的验算结果，该无人机的纵向控制的相关要求，从而实现无人机能够按照系统预定的航路进行飞行。律能够使得无人机的飞行更加稳定。【关键词】小型无人机低空高速控制律仿真2．2横航向控制律设计在本文的研究过程当中，对于横航向的飞行控制采用了方向在本文的研究过程当中，利用了模块化的设计方法，并通过理舵以及副翼联合进行控制的方法。论计算、分系统试验等手段，对低空高速无人机的控制律进行了研在利用这种方式对无人机

5、进行横航向的控制的过程当中，其究。本文研究所针对的无人机一方面能够在训练当中得以应用，设计基本思路为，滚转角速度作为阻尼信号，并利用副翼偏角来进另一方面，如果在该小型无人机当中安装相应设备之后，还能够对行相应的控制输出，从而使得无人机能够更加稳定进行飞行，其计其使用低空侦察等任务。算方式为一下公式:1飞行控制系统概述DΨrwδ=KxΔD+KxV(ΨV－ΨVC)+Kxr+Kxxw本文以某小型无人机为例，介绍无人机得控制律设计方法，并xx通过MAtLAB/SIMULINKji仿真手段进行验证。从布局的角度

6、来在利用方向舵联合副翼进对该无人机进行横航向进行控制的看，该小型无人机的机身采用了顿头圆柱体，而在翼面上则设计了过程当中，其基本思路利用侧向距离差来对信号进行反馈，而控制有机翼、垂直尾翼等，在该小型无人机的以免当中都采用了前缘后输出则采用方向舵偏角，从而使得无人机航向能够得到更好的协掠的切件三角翼。调控制，其公式为:DΨ该无人机的控制面有升降舵、方向舵等。利用这些控制面，能δ=KxΔD+KyV(ΨV－ΨVC)y够对无人机的高度、俯仰角等参数进行控制，从而使得该无人机能在上文当中提到的控制律能够利用小扰

7、动运动方程的方式来够更加稳定的进行飞行，除此之外，利用控制面，飞行控制系统也进行相应的计算，而从实际的验算结果当中也能够看到，本文设计能够控制无人机按照预定的程序进行飞行，其基本原理如图1的无人机横航向控制律能够使得无人机的飞行姿态更加稳定，同所示。时对无人机的纵向高度、横向高度得到更好的控制，与此同时，该无人机的横航向控制律也能够对侧向偏移进行消除，使得无人机能够按照预定航向来进行飞行，并保证无人机稳定的飞行速度。3控制律仿真在无人机研制的过程当中，仿真是十分重要的组成部分，本研究通过MAtLAB/

8、SIMULINKji仿真手段对所设计的控制律进行了图1飞行控制系统原理图验证，对仿真结果进行了分析。在飞行控制系统当中，主要有飞行控制计算机、传感器、遥控在实际的研究过程当中，利用全量运动方程对无人机的全部设备等几个重要部分。传感器的主要组成部分为高度传感器、垂飞行过程进行了仿真计算。而通过实际的研究结果，我们发现，利直陀螺仪等，能够对方迎角、俯仰角、侧滑角、航迹角等参数进行有用本文设计的控制律对无人机进行控制，能够使得无人机更好的效的测量，并能够将测量得到的数据有效的转换成为电压量。在按照预定的航向

9、以及高度来进行飞行，从而也能够使得无人机的飞行控制系统当中，飞行控制计算机可以说是最为核心的部件，能安全性能得到有效的提升，实现对无人机的安全发射、姿态稳够将所有传感器送来的信号都按照相应的规律来进行相应的处定等。理，并将计算之后的电压送到执行通道当中。在执行机构当中，主4结语要有方向舵机、升降舵机、副翼舵机等，通过对方向舵、副翼、升降在本文的研究过程当中，利用自动控制的相关原理建立了无舵动作的执行，能够对无人机的飞行状态进行有效的控制。人机飞行控制系统的控制规律，并对其进行了初步的验证，而根据在飞行

10、控制计算机当中，控制律则是其最为重要的核心部分。相关的验证我们能够发现，利用这些控制律，能够使得无人按照预2控制律设计定的航向进行飞行，与此同时，利用该控制律还能够保证无人机的在无人机的飞行控制计算机当中，存储这无人机飞行控制系高度、速度、以及姿态更加稳定。统的控制律，此外，控制律还能够对相应的指令进行计算。作为一其次，利用仿真的方法，对无人机飞行的全过程进行了仿真，种微型计算机控制系统，飞行控制计算机能够根据传感器测量的仿真的结果说明本文设置的控制律能