艦載無人機自動著艦自適應容錯控制研究
發(fā)布時間：2020-12-04 20:57
艦載無人機故障會直接影響無人機著艦結(jié)果,該問題是自動著艦控制技術的一大難點。本文針對發(fā)生故障的艦載無人機的自動著艦問題,對自動著艦自適應容錯控制進行研究,主要研究內(nèi)容有:根據(jù)艦載無人機的的主要性能參數(shù)以及運動方程組,建立非線性、線性數(shù)學模型。設計自動著艦控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu),采用常規(guī)控制方法,對受復雜環(huán)境干擾的無人機著艦過程進行分析,為后文設計自動著艦自適應容錯控制系統(tǒng)奠定基礎。在分析了艦載無人機的垂尾損傷、執(zhí)行器卡死兩種故障形式后,分別就其對艦載無人機著艦的影響進行分析。垂尾受損后,無人機的氣動系數(shù)發(fā)生不確定變化,難以精確獲得艦載無人機模型參數(shù),危害著艦安全。執(zhí)行器卡死時,無人機控制輸入無法達到期望值,影響著艦過程�？紤]到垂尾受損時艦載無人機的模型參數(shù)出現(xiàn)不確定變化,將自適應容錯控制方法引入自動著艦控制系統(tǒng)。自動著艦自適應容錯控制系統(tǒng)包括制導律、自適應容錯飛控系統(tǒng)。狀態(tài)反饋輸出跟蹤控制器是飛控系統(tǒng)的標稱控制器,其參數(shù)通過自適應律不斷更新,可保障艦載無人機在垂尾受損時安全精準著艦。針對升降舵卡死、副翼卡死兩種執(zhí)行器故障,設計自動著艦自適應容錯控制系統(tǒng)。為放寬模型匹配條件,狀態(tài)反饋輸出跟蹤的...
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：86 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
飛機在蘭利號上著艦無人機（UAV，UnmannedAerialVehicle）是一種非載人飛行器，通過無線電設備以及自身
發(fā)展方向之一。究現(xiàn)狀機自動著艦研究現(xiàn)狀在全球范圍內(nèi)起步較晚，發(fā)展較慢，一開始主要作為靶機使用。載無人機 “費利皇后 Fairey Queen”，用于發(fā)射訓練。在海灣戰(zhàn)“先鋒”的出色表現(xiàn)展示了無人機在海戰(zhàn)方面的巨大優(yōu)勢。由此得到世界各國海軍的重視。相關技術發(fā)展至今，世界各國研制了許多性能優(yōu)良的型號。2006的無人機“蒼鷺 TP”無人機完成首航。以色列航空公司稱之為全人機，其航程可覆蓋包括伊朗在內(nèi)的海灣地區(qū)。在加沙戰(zhàn)爭期間偵察任務。美軍的 X-47B 作為一款重型無人機，展示了美軍世界2013 年 5 月 14 日，X-47B 在“布什”號航母上彈射起飛，三天同年 7 月 10 日，X-47B 首次在大西洋上成功降落在“布什”號航研究史上具有劃時代意義。
圖 1.3 MQ-25“黃貂魚”無人機研制領域，我國雖起步較晚，但同樣取得一系列成果。2017 年模型公開，除了可以應用于我國空軍，還可能會裝備在我國海軍的航母-4”無人機完成了多型彈藥實彈打靶試驗，可用于偵察、監(jiān)視及對地攻載無人機的備選機型，改裝成為一款艦載無人加油機。雜的著艦環(huán)境，需要可靠的自動著艦系統(tǒng)確保艦載無人機安全著艦。艦的發(fā)展基于有人機的自動著艦系統(tǒng)，美國海軍確定將有人機的聯(lián)合精密LS，Joint Precision-Approachand Landing System）作為第一代艦載無人機LS 采用差分 GPS 信息引導無人機著艦，也有學者提出基于視覺的引導方導技術的局限。但是，視覺引導技術在惡劣天氣下很難精準地跟蹤目標著艦，GPS 和紅外視覺導引相結(jié)合的組合導航技術應運而生。艦載無人時，首先需根據(jù)無人機初始點到目標點可行的運動軌跡生成著艦基準軌置誤差，最后通過自動著艦控制系統(tǒng)，位置誤差信號轉(zhuǎn)換為指令信號，成著艦。人機的自動著艦控制系統(tǒng)包括制導律和飛行控制系統(tǒng)，是自動著艦系統(tǒng)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]控制性能精確可控的自適應魯棒容錯控制方法研究[J]. 袁博,楊軍,楊博遠. 導航定位與授時. 2018(01)
[2]艦載機自動著艦引導與控制研究進展[J]. 甄子洋,王新華,江駒,楊一棟. 航空學報. 2017(02)
[3]艦載機著艦側(cè)回路混合H∞/H2模型參考LPV控制[J]. 朱齊丹,聞子俠,張智,劉志林. 哈爾濱工程大學學報. 2013(01)
[4]基于神經(jīng)網(wǎng)絡的艦載無人直升機著艦控制研究[J]. 郭署山,袁鎖中. 電子科技. 2010(09)
[5]艦載無人機的發(fā)展[J]. 趙濤. 艦船電子工程. 2010(04)
[6]艦載飛機著艦精確軌跡跟蹤控制研究[J]. 袁鎖中,楊一棟. 飛行力學. 2000(01)
博士論文
[1]艦載機著艦風險分析與控制策略研究[D]. 王立鵬.哈爾濱工程大學 2017
[2]艦載機故障狀態(tài)下著艦容錯控制策略研究[D]. 孟雪.哈爾濱工程大學 2017
[3]基于自適應滑模的近空間飛行器容錯控制技術研究[D]. 趙靜.南京航空航天大學 2013
碩士論文
[1]無人機飛行PID控制及智能PID控制技術研究[D]. 李瑋.南京理工大學 2004
本文編號：2898230
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：86 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
飛機在蘭利號上著艦無人機（UAV，UnmannedAerialVehicle）是一種非載人飛行器，通過無線電設備以及自身
發(fā)展方向之一。究現(xiàn)狀機自動著艦研究現(xiàn)狀在全球范圍內(nèi)起步較晚，發(fā)展較慢，一開始主要作為靶機使用。載無人機 “費利皇后 Fairey Queen”，用于發(fā)射訓練。在海灣戰(zhàn)“先鋒”的出色表現(xiàn)展示了無人機在海戰(zhàn)方面的巨大優(yōu)勢。由此得到世界各國海軍的重視。相關技術發(fā)展至今，世界各國研制了許多性能優(yōu)良的型號。2006的無人機“蒼鷺 TP”無人機完成首航。以色列航空公司稱之為全人機，其航程可覆蓋包括伊朗在內(nèi)的海灣地區(qū)。在加沙戰(zhàn)爭期間偵察任務。美軍的 X-47B 作為一款重型無人機，展示了美軍世界2013 年 5 月 14 日，X-47B 在“布什”號航母上彈射起飛，三天同年 7 月 10 日，X-47B 首次在大西洋上成功降落在“布什”號航研究史上具有劃時代意義。
圖 1.3 MQ-25“黃貂魚”無人機研制領域，我國雖起步較晚，但同樣取得一系列成果。2017 年模型公開，除了可以應用于我國空軍，還可能會裝備在我國海軍的航母-4”無人機完成了多型彈藥實彈打靶試驗，可用于偵察、監(jiān)視及對地攻載無人機的備選機型，改裝成為一款艦載無人加油機。雜的著艦環(huán)境，需要可靠的自動著艦系統(tǒng)確保艦載無人機安全著艦。艦的發(fā)展基于有人機的自動著艦系統(tǒng)，美國海軍確定將有人機的聯(lián)合精密LS，Joint Precision-Approachand Landing System）作為第一代艦載無人機LS 采用差分 GPS 信息引導無人機著艦，也有學者提出基于視覺的引導方導技術的局限。但是，視覺引導技術在惡劣天氣下很難精準地跟蹤目標著艦，GPS 和紅外視覺導引相結(jié)合的組合導航技術應運而生。艦載無人時，首先需根據(jù)無人機初始點到目標點可行的運動軌跡生成著艦基準軌置誤差，最后通過自動著艦控制系統(tǒng)，位置誤差信號轉(zhuǎn)換為指令信號，成著艦。人機的自動著艦控制系統(tǒng)包括制導律和飛行控制系統(tǒng)，是自動著艦系統(tǒng)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]控制性能精確可控的自適應魯棒容錯控制方法研究[J]. 袁博,楊軍,楊博遠. 導航定位與授時. 2018(01)
[2]艦載機自動著艦引導與控制研究進展[J]. 甄子洋,王新華,江駒,楊一棟. 航空學報. 2017(02)
[3]艦載機著艦側(cè)回路混合H∞/H2模型參考LPV控制[J]. 朱齊丹,聞子俠,張智,劉志林. 哈爾濱工程大學學報. 2013(01)
[4]基于神經(jīng)網(wǎng)絡的艦載無人直升機著艦控制研究[J]. 郭署山,袁鎖中. 電子科技. 2010(09)
[5]艦載無人機的發(fā)展[J]. 趙濤. 艦船電子工程. 2010(04)
[6]艦載飛機著艦精確軌跡跟蹤控制研究[J]. 袁鎖中,楊一棟. 飛行力學. 2000(01)
博士論文
[1]艦載機著艦風險分析與控制策略研究[D]. 王立鵬.哈爾濱工程大學 2017
[2]艦載機故障狀態(tài)下著艦容錯控制策略研究[D]. 孟雪.哈爾濱工程大學 2017
[3]基于自適應滑模的近空間飛行器容錯控制技術研究[D]. 趙靜.南京航空航天大學 2013
碩士論文
[1]無人機飛行PID控制及智能PID控制技術研究[D]. 李瑋.南京理工大學 2004
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