某高速着陆无人机方向舵纠偏控制设计及性能分析.pdf

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1、第8卷第1期2017年2月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGVoL8No．1Feb．2017文章编号：1674—8190(2017)01-084-08某高速着陆无人机方向舵纠偏控制设计及性能分析李洁玉1，聂宏h2，魏小辉1’2，尹乔之1(1．南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京210016)(2．南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，南京210016)摘要：无人机高速着陆过程中，由于侧风或初始干扰导致的滑跑侧偏极其危险。基于高速状态下方向舵

2、纠偏效率高的特点，建立某无人机高速着陆动力学模型，设计方向舵纠偏控制策略，并基于Matlab／Simulink平台建立无人机滑跑非线性动力学模型及方向舵纠偏控制模型；对具有初始10偏航角和1m／s持续垂直侧风情况下的无人机着陆工况进行仿真分析，并通过控制着陆速度、着陆初始姿态角和侧风强度，分析纠偏控制系统的性能。结果表明：所设计的纠偏控制系统具有一定的航向纠偏和抗持续侧风能力，最大侧偏距小于3m，偏航角小于5。，较好地实现了高速滑跑阶段的侧向纠偏性能。关键词：无人机；高速着陆；方向舵纠偏；动力学；Matlab／Simulink中图分类号

3、：V279文献标识码：ADOI：10．16615／j．cnki．1674—8190．2017．01．013DesignandPerformanceAnalysisoftheRudderDeviationCorrectionControlforaHigh。speedLandingUAVLiJieyul，NieHon91～，WeiXiaohuil”，YinQiaozhil(1．KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense-advancedDesignTechnologyofFligh

4、tVehicle，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)(2．StateKeyLaboratoryofMechanicsandControlofMechanicalStructures，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Duringthehigh—speedlandingforunmannedaerialvehicle(UAV)，

5、thedeviationcausedbycrosswindorinitialinterferenceisverydangerous．Basedonthecharacteristicsofrudderwithhighefficiencyathighspeed，thehighspeedlandingdynamicmodelofUAVisestablished，andtherudderdeviationcontrolstrategyisdesigned．Further，thenon—lineardynamicsmodelofUAVandrud

6、derdeviationcorrectioncontrolsystemareestablishedonMatlab／SimulinkplatformtOsimulateunderthesituationswithinitial1。yawangleor1m／scon—tinuousverticalcrosswind．Theperformanceofthesystemisanalyzedbycontrollingthelandingspeed，theini—tiallandingyawangleandcrosswindstrength．Th

7、esimulationresultsshowthattherudderdeviationcorrectioncontrolsystemisabletocorrectdeviationandresistcertaincrosswind．Inthecorrectingprocess，themaximumlateraldeviationislessthan3mandtheyawangleislessthan5。，whichmeansthesystemcouldrealizelateraldeviationcorrection．Keywords

8、：UAV；high—speedlanding；rudderdeviationcorrection；dynamics；Matlab／Simulink收稿日期：2016-12-16；修回日期：2016-12—2