無(wú)人機(jī)移動(dòng)撞網(wǎng)回收技術(shù)研究.pdf

1、移動(dòng)撞網(wǎng)是固定翼無(wú)人機(jī)在狹窄艦船上回收的有效方案之一。移動(dòng)撞網(wǎng)回收要求無(wú)人機(jī)從任意位置、任意高度、任意航向都能返回到運(yùn)動(dòng)的艦船，并通過(guò)撞擊有限尺寸的阻攔網(wǎng)實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)回收。該技術(shù)要求動(dòng)態(tài)導(dǎo)航和制導(dǎo)策略，要求高精度位置和高度控制。同時(shí)，艦船所處海面風(fēng)和大氣干擾嚴(yán)重，要求制導(dǎo)和控制系統(tǒng)具有一定的魯棒性。本文針對(duì)艦載無(wú)人機(jī)，研究移動(dòng)撞網(wǎng)回收的制導(dǎo)與控制技術(shù)，并進(jìn)行飛行演示驗(yàn)證。主要工作和成果如下所述。
　　首先，建立了無(wú)人機(jī)的六自由度動(dòng)力學(xué)

2、數(shù)學(xué)模型，給出其氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩的計(jì)算公式;針對(duì)演示驗(yàn)證樣機(jī)，用S-function將動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換成Matlab環(huán)境下的非線性仿真模型，進(jìn)行了配平和線性化;并對(duì)基本氣動(dòng)特性和模態(tài)特性做了分析。
　　其次，設(shè)計(jì)了無(wú)人機(jī)撞網(wǎng)回收過(guò)程導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制方案。根據(jù)撞網(wǎng)回收的精度要求和任務(wù)特點(diǎn)選擇導(dǎo)航方式;將撞網(wǎng)回收過(guò)程劃分成引導(dǎo)捕獲段、螺旋下滑段、航向校準(zhǔn)段、比例導(dǎo)引段四個(gè)飛行階段，針對(duì)每個(gè)階段的不同任務(wù)特點(diǎn)分別制定了制導(dǎo)和控制策略。

3、
　　接著，針對(duì)撞網(wǎng)回收末端，給出基于比例導(dǎo)引的制導(dǎo)律和縱向、橫側(cè)向控制律。制導(dǎo)回路根據(jù)視線角速率信號(hào)給出法向過(guò)載指令;控制回路根據(jù)制導(dǎo)指令操縱升降舵和方向舵。文中深入研究了比例導(dǎo)引律設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，為滿足脫靶量，要求比例導(dǎo)引階段控制能量最小，要求軌跡曲線趨于直線，視線角速率、法向/側(cè)向過(guò)載趨于收斂。同時(shí)，進(jìn)行了控制參數(shù)設(shè)計(jì)與控制律魯棒性驗(yàn)證。
　　最后，對(duì)無(wú)人機(jī)撞網(wǎng)回收進(jìn)行半物理仿真和試飛驗(yàn)證。搭建了半物理飛行仿真平臺(tái)，對(duì)演示