發(fā)布時間：2017-10-08 18:32

  本文關(guān)鍵詞：小型無人機(jī)動態(tài)撞網(wǎng)技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 撞網(wǎng)回收 軌跡線 比例導(dǎo)引 制導(dǎo)律 控制律 魯棒伺服 運(yùn)動補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)

【摘要】：無人機(jī)動態(tài)撞網(wǎng)回收是一種不受場地限制的回收方式,適合在移動的艦船上使用。由于海況復(fù)雜,回收區(qū)域受限、控制等級高等因素給艦載機(jī)回收控制提出了諸多挑戰(zhàn),因此如何引導(dǎo)無人機(jī)以合理的飛行姿態(tài)和速度飛向攔截網(wǎng)的中心區(qū)域是當(dāng)下亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。本論文以某無人機(jī)為被控對象,設(shè)計合理的撞網(wǎng)回收軌跡線,以及控制精度高、魯棒性強(qiáng)的制導(dǎo)律和控制律。論文首先建立典型艦船的運(yùn)動模型,定量分析艦船航行運(yùn)動和擾動運(yùn)動對理想回收點(diǎn)的影響;通過建立樣例無人機(jī)非線性模型,分析其基本性能、機(jī)動性能和操縱性能,選取無人機(jī)典型工作點(diǎn),給出機(jī)動飛行能限范圍,為回收軌跡線、制導(dǎo)律和控制律設(shè)計提供理論依據(jù)。借鑒有人艦載機(jī)的著艦機(jī)制,結(jié)合樣例無人機(jī)的性能和特點(diǎn),設(shè)計集狀態(tài)調(diào)整段、比例導(dǎo)引段以及末端運(yùn)動補(bǔ)償段為一體的回收軌跡線方案。采用比例導(dǎo)引方法,提出一種基于無人機(jī)位置變化速率的制導(dǎo)律,削弱無人機(jī)控制律對艦船運(yùn)動的敏感性,滿足樣例無人機(jī)快速、準(zhǔn)確的撞網(wǎng)要求。本文應(yīng)用魯棒自適應(yīng)控制理論,設(shè)計以H?為被控變量的高度控制器、以?和?為被控變量的航跡跟蹤控制器,滿足動態(tài)撞網(wǎng)過程對控制器魯棒性、控制精度的要求。為削弱艦船沉浮運(yùn)動對回收精度的影響,設(shè)計運(yùn)動補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),提高了控制律的動態(tài)響應(yīng)能力,改善了無人機(jī)在艦船運(yùn)動頻段范圍內(nèi)的跟蹤精度。最后,在Matlab環(huán)境下搭建樣例無人機(jī)六自由度非線性模型和艦船模型構(gòu)成的數(shù)值仿真環(huán)境,考核模型參數(shù)不確定性、外界風(fēng)擾動、艦船沉浮運(yùn)動以及艦船航行速度等因素對無人機(jī)撞網(wǎng)的影響。仿真結(jié)果表明:所設(shè)計的軌跡線、制導(dǎo)律、控制律能夠快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)撞網(wǎng)回收,滿足設(shè)計要求。
【關(guān)鍵詞】：撞網(wǎng)回收 軌跡線 比例導(dǎo)引 制導(dǎo)律 控制律 魯棒伺服 運(yùn)動補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-16
• 第一章 緒論16-28
• 1.1 課題研究背景與意義16-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-25
• 1.2.1 無人機(jī)回收研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.2 撞網(wǎng)回收的研究現(xiàn)狀20-22
• 1.2.3 導(dǎo)彈制導(dǎo)技術(shù)研究現(xiàn)狀22-23
• 1.2.4 無人機(jī)飛行控制律研究現(xiàn)狀23-25
• 1.3 課題研究內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)25-26
• 1.4 論文章節(jié)安排26-28
• 第二章 對象建模與特性分析28-41
• 2.1 引言28
• 2.2 艦船運(yùn)動建模28-32
• 2.2.1 艦船幾何模型28-29
• 2.2.2 艦船的航行運(yùn)動29
• 2.2.3 艦船的擾動運(yùn)動29-32
• 2.3 樣例無人機(jī)建模32-36
• 2.3.1 對象描述32-33
• 2.3.2 坐標(biāo)系33-34
• 2.3.3 力和力矩計算34-35
• 2.3.4 動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)模型35-36
• 2.4 對象特性分析36-40
• 2.4.1 基本性能分析37-38
• 2.4.2 機(jī)動性能分析38
• 2.4.3 操縱性能分析38-39
• 2.4.4 運(yùn)動模態(tài)分析39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 撞網(wǎng)回收軌跡線設(shè)計41-49
• 3.1 引言41
• 3.2 有人艦載機(jī)回收過程分析41-42
• 3.3 撞網(wǎng)回收過程方案設(shè)計42-45
• 3.3.1 撞網(wǎng)回收過程階段劃分43-45
• 3.3.2 撞網(wǎng)回收過程制導(dǎo)與控制策略45
• 3.4 撞網(wǎng)回收末端軌跡線設(shè)計45-48
• 3.4.1 比例導(dǎo)引段軌跡線設(shè)計45-47
• 3.4.2 比例導(dǎo)引段參數(shù)設(shè)計47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 撞網(wǎng)回收制導(dǎo)律設(shè)計49-61
• 4.1 引言49
• 4.2 攔截網(wǎng)與無人機(jī)的相對運(yùn)動關(guān)系49-50
• 4.3 比例導(dǎo)引規(guī)律特性分析50-57
• 4.3.1 比例導(dǎo)引法的基本原理50-52
• 4.3.2 比例導(dǎo)引下的直線軌跡條件52-53
• 4.3.3 比例導(dǎo)引下的需用法向過載53-56
• 4.3.4 比例導(dǎo)引系數(shù)的選擇范圍56-57
• 4.4 回收末端制導(dǎo)律設(shè)計57-60
• 4.4.1 縱向制導(dǎo)律設(shè)計58-59
• 4.4.2 橫側(cè)向制導(dǎo)律設(shè)計59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 撞網(wǎng)回收控制律設(shè)計61-91
• 5.1 引言61
• 5.2 魯棒自適應(yīng)控制原理介紹61-68
• 5.2.1 RSLQR控制原理61-64
• 5.2.2 L_1自適應(yīng)控制原理64-68
• 5.3 縱向控制器設(shè)計68-75
• 5.3.1 高度跟蹤控制律設(shè)計68-73
• 5.3.2 高度跟蹤制導(dǎo)律設(shè)計73-74
• 5.3.3 速度閉環(huán)控制器設(shè)計74-75
• 5.4 橫側(cè)向控制器設(shè)計75-87
• 5.4.1 無人機(jī)抵抗側(cè)風(fēng)能力分析75-76
• 5.4.2 荷蘭滾阻尼控制器設(shè)計76-77
• 5.4.3 航向校準(zhǔn)控制器設(shè)計77-79
• 5.4.4 側(cè)向航跡跟蹤控制器設(shè)計79-87
• 5.5 縱向運(yùn)動補(bǔ)償器設(shè)計87-90
• 5.6 本章小結(jié)90-91
• 第六章 飛行仿真驗(yàn)證91-103
• 6.1 引言91
• 6.2 控制器魯棒性驗(yàn)證91-100
• 6.2.1 模型參數(shù)對控制器的影響91-95
• 6.2.2 外界風(fēng)干擾對控制器的影響95-100
• 6.3 艦船沉浮運(yùn)動補(bǔ)償驗(yàn)證100-101
• 6.4 艦船航行速度對回收精度的影響101-102
• 6.5 本章小結(jié)102-103
• 第七章 總結(jié)與展望103-106
• 7.1 論文主要工作內(nèi)容總結(jié)103-104
• 7.2 論文后續(xù)工作展望104-106
• 參考文獻(xiàn)106-111
• 致謝111-112
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文112

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：995631