無人機傾斜轉彎非線性飛行控製係統設計

       研究無人機(UAV)的傾斜轉彎(BTT)飛行控製係統的設計方法,解決UAV高機動傾斜轉彎飛行時運動強烈耦合、氣動特性強非線性和參數非定常性等特性帶來的飛行控製係統設計難題.采用線性二次型最優調節規律對UAV非線性運動零動態係統進行增穩調節;運用非線性控製係統中精確反饋線性化方法對UAV非線性係統進行線性化處理;運用滑模變結構控製方法設計了UAV的BTT控製規律,得到由增穩最優調節規律和滑模變結構控製規律構成的UAV的BTT非線性魯棒飛行控製係統.基於無人機六自由度非線性動力學模型,進行BTT非線性飛行控製係統數字仿真,仿真結果表明:該控製係統即使在擾動條件下也能達到滿意的控製品質.控製係統的魯棒性和控製精度能滿足UAV高機動傾斜轉彎飛行時的控製要求。

       為了能夠驗證基於各種智能算法所設計出的多無人機近距耦合編隊飛行控製器的工作性能,研製了一套新的、低成本的硬件在環測試平台係統,由基於DSP技術的飛行控製子係統、基於Statemate技術的飛行控製子係統虛擬原型機和地麵測試子係統組成,並闡述了各子係統的硬軟件結構及其關鍵技術.最後,利用該測試平台,對所研究的多無人機編隊飛行模型和編隊飛行控製器進行了測試.試驗結果表明,該測試平台係統可以測試編隊控製器在不同條件下對無人機編隊飛行的控製效果,同時也可通過該平台來進一步證明所研究的編隊飛行控製係統相關理論算法的正確性和有效性。

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