无人机起降纠偏控制技术研究

论文摘要

无人驾驶飞机在近大半个世纪的发展中，不管在军事领域还是民用领域的应用均得到了长足的发展，尤其是在近现代的战役中，无人驾驶飞机技术发展更为迅猛。而且随着无人驾驶飞机的起飞重量不断增大，水平起降成为主流的起飞着陆方式，因而，无人驾驶飞机安全可靠的起飞以及着陆成为无人驾驶飞机研制的难关之一。特别是无人驾驶飞机起降纠偏控制系统的设计成为重中之重。本篇文章系统的介绍了无人驾驶飞机的发展历程以及适合各种用途的发射回收方式，给出了前三点式起落架无人机的起降纠偏系统方案，确定起降纠偏系统构架，建立了无人机起降纠偏数学模型，分别进行了起降纠偏系统设计。采用前轮转向、主轮差动刹车以及方向舵复合纠偏的模式，设计了无人机起降纠偏控制律；并通过仿真验证了控制律对侧偏阶跃和侧风阶跃的响应；最后通过实际滑跑试验对各增益系统进行调整，以适应无人机实际滑跑的需要，得到一套完整的无人机起降纠偏控制系统控制律。本论文设计的无人机起降纠偏控制系统方案，符合总体设计要求，为无人机系统的成功研制奠定基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源、目的、意义
• 1.2 国内外无人机起降方式研究现状
• 1.3 国内外起降纠偏研究现状
• 1.4 本论文主要研究内容
• 第2章 无人机起降纠偏模型研究
• 2.1 无人机起降纠偏模型研究的必要性
• 2.2 无人机起降纠偏运动方程
• 2.3 无人机起降滑跑纠偏模型工程化设计
• 第3章 无人机起降纠偏系统方案设计
• 3.1 无人机系统简介
• 3.2 起降纠偏系统初步方案论证
• 3.2.1 系统构架
• 3.2.2 起降纠偏系统流程
• 3.2.3 起降纠偏方案
• 第4章 无人机起降纠偏控制律设计及仿真
• 4.1 无人机起降纠偏过程控制律
• 4.1.1 前轮转向纠偏
• 4.1.2 差动刹车纠偏
• 4.1.3 方向舵纠偏
• 4.2 起降纠偏控制律仿真
• 4.2.1 滑跑纠偏控制阶跃响应仿真
• 4.2.2 滑跑纠偏控制侧风阶跃响应仿真
• 4.3 无人机的起飞和降落性能
• 4.3.1 起飞纠偏过程
• 4.3.2 着陆纠偏过程
• 4.3.3 起降纠偏速度阶段划分
• 第5章 无人机起降纠偏系统软硬件设计
• 5.1 硬件设计
• 5.1.1 飞行控制系统硬件简介
• 5.1.2 纠偏系统硬件选型
• 5.2 软件设计
• 5.2.1 起飞纠偏控制软件
• 5.2.2 着陆纠偏控制软件
• 第6章 无人机起降纠偏试验
• 6.1 试验目的
• 6.2 试验项目
• 6.3 实验过程
• 6.3.1 DGPS 系统设置
• 6.3.2 跑道参数标定
• 6.3.3 磁航向仪标定
• 6.3.4 侧偏保护测试
• 6.3.5 低速滑跑，控制系数调整
• 6.3.6 中速滑跑，控制系数调整
• 6.3.7 高速滑跑，控制系数调整
• 6.4 结论
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢