艦載無(wú)人機(jī)移動(dòng)撞網(wǎng)回收技術(shù)及復(fù)飛決策研究.pdf

1、撞網(wǎng)回收是艦載無(wú)人機(jī)回收的主要方式之一。艦載無(wú)人機(jī)移動(dòng)撞網(wǎng)回收的過(guò)程復(fù)雜、環(huán)境惡劣多變，不僅需要高精度的導(dǎo)航系統(tǒng)與制導(dǎo)策略，而且要保證在無(wú)法安全完成撞網(wǎng)回收時(shí)，艦載無(wú)人機(jī)能及時(shí)準(zhǔn)確地復(fù)飛，避免撞艦事故的發(fā)生。本文以艦載無(wú)人機(jī)為對(duì)象，研究了移動(dòng)撞網(wǎng)回收過(guò)程的導(dǎo)航策略與末制導(dǎo)律，制定了適用于艦載無(wú)人機(jī)的復(fù)飛策略，并進(jìn)行了仿真分析及飛行實(shí)驗(yàn)。本文的主要工作如下:
　　首先，本文建立了無(wú)人機(jī)的六自由度剛體動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，搭建了Matlab

2、/Simulink下的非線性仿真環(huán)境。通過(guò)對(duì)樣機(jī)的配平線性化，分析了樣機(jī)的基本氣動(dòng)特性和模態(tài)特性。針對(duì)樣機(jī)的滾轉(zhuǎn)不利偏航現(xiàn)象，加入了滾轉(zhuǎn)角速率到方向舵的反饋，并進(jìn)行了仿真分析。
　　其次，本文根據(jù)撞網(wǎng)回收過(guò)程的任務(wù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了分段導(dǎo)航策略。針對(duì)撞網(wǎng)回收末端，設(shè)計(jì)了基于比例導(dǎo)引的縱向及橫側(cè)向末制導(dǎo)律。通過(guò)樣機(jī)試飛實(shí)驗(yàn)，著重對(duì)比了橫側(cè)向側(cè)滑轉(zhuǎn)彎方式和傾斜轉(zhuǎn)彎方式跟蹤機(jī)動(dòng)目標(biāo)的能力。
　　再次，本文通過(guò)對(duì)艦船在海上的運(yùn)動(dòng)形式分析，

3、建立了蛇型機(jī)動(dòng)制導(dǎo)模型，在常規(guī)比例導(dǎo)引律的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了基于目標(biāo)蛇型機(jī)動(dòng)補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)制導(dǎo)律。考慮到自動(dòng)駕駛儀的動(dòng)態(tài)特性，給出了基于自動(dòng)駕駛儀一階滯后的制導(dǎo)律。并且，通過(guò)仿真分析了最優(yōu)制導(dǎo)律的性能。
　　最后，本文分析了影響艦載無(wú)人機(jī)撞網(wǎng)回收安全的因素，制定了艦載無(wú)人機(jī)的復(fù)飛邊界準(zhǔn)則，并通過(guò)仿真描繪了艦載無(wú)人機(jī)的復(fù)飛區(qū)下邊界。提出了基于預(yù)測(cè)制導(dǎo)的艦載無(wú)人機(jī)復(fù)飛決策系統(tǒng)，并介紹了該系統(tǒng)的工作流程。
　　研究結(jié)果驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的撞網(wǎng)