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1、第46卷第1期航空计算技术Vol.46No.12016年1月AeronauticalComputingTechniqueJan.2016高速无人机着陆滑跑纠偏联合仿真研究11,211王永全,魏小辉,尹乔之,李洁玉(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,江苏南京210016;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,江苏南京210016)摘要:针对高空高速无人机着陆地面滑跑过程中的侧向偏移问题,建立了差动刹车和方向舵联合纠偏控制系统。使用动力学软件LMSVirtual.LabMotion建立了包含
2、阻力伞、气动舵面和起落架等设计因素的全机动力学模型,并与Matlab/Simulink控制模型进行全无人机着陆滑跑联合仿真分析,验证了在侧风情况下无人机着陆滑跑纠偏性能。仿真结果表明,所设计控制系统满足性能指标要求,在无人机的整个滑跑阶段均有良好的抗风纠偏效果。关键词:无人机;地面滑跑;纠偏控制;联合仿真中图分类号:TP272文献标识码:A文章编号:1671-654X(2016)01-0060-04Co-simulationResearchofDeviationCorrectionControlforHigh-speedUAV
3、Taxiing11,211WANGYong-quan,WEIXiao-hui,YINQiao-zhi,LIJie-yu(1.KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense–AdvancedDesignTechnologyofFlightVehicle,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China;2.StateKeyLaboratoryofMechanicsandControlofMec
4、hanicalStructures,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)Abstract:Thedeviation-correctioncontrolmodelforhigh-speedunmannedaerialvehicle(UAV)taxiingwasstudied.Acombineddeviation-correctioncontrolstructurewasproposedwhichemployedrudderde-fle
5、ctionandmain-wheeldifferentialbraking.Thewholeaircraftdynamicmodelthatcontainsthedragparachute,aerodynamiccontrolsurfacesandlandinggearwasestablishedwithdynamicssoftwareLMSVirtual.LabMotion,andaircrafttaxiingmodelco-simulationandanalysiswithMatlab/Simulinkcontrolmod
6、el,toverifytheperformanceofaircraftlandingtaxiingunderstrongcrosswind.Thesimulationresultsshowthatthedesignedcontrolsystemmeetstheperformancerequirementsforthehigh-speedUAV,anditcouldrealizeeffectivedeviation-correctioncontrolforthefulltaxiingstageonthisaircraft.Key
7、words:UAV;taxiing;deviation-correctioncontrol;co-simulation引言无人机着陆时会相对跑道中心线存在一定的偏航角度无人机的回收阶段是其整个飞行过程中最关键的和侧向偏移,这些因素都会导致无人机在着陆滑跑时阶段之一,目前回收方式主要包括伞降着陆、空中挂钩出现相对跑道中心线的侧向偏差[3]。因此为了避免无(天钩)回收、拦阻网回收和轮式滑跑回收等,其中采人机在非对称情况下偏离跑道中心线过多而冲出跑道[1]用前三种方式的多为中小型无人机。随着无人机的造成事故,必须对侧向偏移量进行控制
8、,使无人机能平任务要求和自身功能的日趋复杂,无人机的体积和重稳及时地回到安全侧偏范围内,又不至于产生过大的量在不断增加,因此大型高速无人飞行器往往是采用超调。[2]轮式滑跑方式起降。常规型无人机采用的起落架形式为前三点式,实在无人机地面滑跑阶段要求其能够沿跑道的中心现纠偏可以
