發(fā)布時(shí)間：2021-09-19 15:15

　　自“掃描鷹”問世以來,彈射起飛技術(shù)和天鉤回收技術(shù)被越來越多的應(yīng)用到了小型艦載無人機(jī)上。本文以某無人機(jī)為研究對(duì)象,旨在設(shè)計(jì)一種控制精度高、魯棒性強(qiáng)的彈射起飛和天鉤回收控制技術(shù),以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的安全起飛與精準(zhǔn)回收,主要內(nèi)容包括:（1）建立典型的艦船運(yùn)動(dòng)模型,定量分析艦船運(yùn)動(dòng)對(duì)理想撞線點(diǎn)的影響;建立無人機(jī)六自由度模型,分析其基本性能、操穩(wěn)性能、爬升和下滑性能,選取無人機(jī)典型工作點(diǎn),為控制律的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。（2）借鑒有人機(jī)彈射起飛安全指標(biāo),結(jié)合樣例無人機(jī)的性能,設(shè)計(jì)無人機(jī)彈射起飛安全準(zhǔn)則,基于此準(zhǔn)則提出基于姿態(tài)角控制的彈射起飛控制方案;綜合應(yīng)用魯棒伺服和模型參考自適應(yīng)控制方法設(shè)計(jì)以角速率為內(nèi)環(huán)的姿態(tài)角控制器。（3）分析天鉤回收飛行過程中存在的問題、難點(diǎn),設(shè)計(jì)理想撞線軌跡線;在完成姿態(tài)角控制器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,縱向設(shè)計(jì)以H和H（5）為控制變量的高度控制器,橫向設(shè)計(jì)以航跡角控制為主、側(cè)偏控制為輔的航跡跟蹤控制器;同時(shí)設(shè)計(jì)了艦船運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),提高了無人機(jī)在艦船運(yùn)動(dòng)頻帶范圍內(nèi)的跟蹤精度。最后在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建數(shù)值仿真模型,對(duì)設(shè)計(jì)的彈射起飛和天鉤回收控制律進(jìn)行仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：121 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

X-47B無人機(jī)

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 起飛技術(shù)研究現(xiàn)狀目前艦載無人機(jī)的起飛方式多種多樣，起飛方式的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)無人機(jī)速度和高度瞬時(shí)增大過程中的動(dòng)力加注方式，當(dāng)今比較流行常用的起飛方式有滑跑起飛、手拋起飛、垂直起飛、火箭助推及彈射起飛等[3]�；芷痫w是最為常規(guī)的起飛方式，是通過動(dòng)力裝置的推動(dòng)實(shí)現(xiàn)加速升空。這種起飛方式的發(fā)射系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單可靠，對(duì)無人機(jī)的起落架要求較高，往往由于艦船跑道的局限性需要增加彈射增速裝置以實(shí)現(xiàn)短距離增速。目前滑跑起飛主要應(yīng)用在大型艦載無人機(jī)上，如美軍的 X-47B，而對(duì)于小型艦載無人機(jī)來說，由于其本身構(gòu)型、穩(wěn)定性等問題，同時(shí)考慮到起飛安全問題而很少采用這種起飛方式。手拋起飛是通過操作人員徒手投擲無人機(jī)到空中實(shí)現(xiàn)加速升空。手拋發(fā)射方式一般適用于尺寸小、重量輕的微小型無人機(jī)，如美國(guó)的“大鴉”、美國(guó)的 RQ-11 等。這種起飛方式最為方便，但對(duì)較重的機(jī)型成功率比較低，投擲失敗極有可能對(duì)無人機(jī)造成毀滅性的損傷，并且對(duì)投放者有一定的危險(xiǎn)性。

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文制，成功率極高，也是艦載無人機(jī)最早使用的起飛方式。如以色列的“先鋒”無人機(jī)、加拿大的 CL-289 無人機(jī)等都是采用火箭助推方式起飛。然而這種起飛方式的缺點(diǎn)就是成本較高，起飛前準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)。彈射起飛是將無人機(jī)固定在彈射裝置上，通過彈射裝置的外力推動(dòng)使得無人機(jī)在一定長(zhǎng)度的滑軌上獲得起飛速度和一定的起飛高度從而實(shí)現(xiàn)起飛。相比于火箭助推和滑跑起飛方式，彈射起飛兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)：能夠在短時(shí)間內(nèi)使飛機(jī)獲得足夠的起飛速度，大大降低了場(chǎng)地受限程度；將飛機(jī)固定在彈射軌道上進(jìn)行加速，飛機(jī)受外界干擾大大降低，極大的提高了起飛成功率；彈射裝置可重復(fù)利用，維護(hù)費(fèi)用大大降低。因此也使得其成為當(dāng)今小型無人機(jī)最為廣泛采用的起飛方式。如美軍裝備的“掃描鷹”無人機(jī)[5]就是采用彈射起飛的方式。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3401849