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《南京航空航天大学》 2013年
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高速无人机自动起飞与着陆控制技术研究

马立群  
【摘要】:自动起飞与自动着陆过程是轮式起降无人机整个飞行过程最关键的两个阶段,其飞行控制质量关系着无人机的安全性与可重复使用性。在起降过程中,要求飞行控制系统控制精度高,鲁棒性强,这些都对无人机飞行控制律设计提出了挑战,因此,自动起飞着陆控制研究成为飞行控制技术研究领域的关键之一。 本文以一种小展弦比、大后掠角、前三点轮式起降布局的样例无人机为研究对象。首先建立了该无人机的地面模型和空中模型;分析了其气动性能、机动性能、操纵性能和运动模态特征。根据无人机起飞各阶段的运动特性,设计了无人机的起飞控制律构成;针对无人机着陆特性,设计了适合样例无人机的着陆轨迹线、横侧向抗风控制策略以及控制律构成,有效提高了无人机着陆的安全性。 其次,依据所设计的起飞与着陆阶段控制律构成,结合鲁棒伺服LQR与根轨迹方法设计了无人机纵向俯仰角控制律,横侧向的滚转角控制律与航迹跟踪控制律,通过对俯仰角速率与空速的保护提高了整个起飞过程的安全性。随后设计了着陆阶段的天向速度控制律、高度控制律与速度控制律;对比分析了不同的高精度航迹跟踪控制结构,设计了偏航角控制与滚转校准控制律,提高了着陆过程的精确度和抗风能力。 最后,为了验证控制器的鲁棒性和抗干扰能力,应用蒙特卡罗方法,针对气动参数、质量参数、舵面效率和着陆初始条件等不确定性进行了飞行仿真验证;并在常值风干扰条件下验证控制器的抗风性,结果表明所设计的无人机控制律品质良好、鲁棒性强,对多种不确定性干扰具有抑制作用。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:V249.122;V279

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦博,王蕾;无人机发展综述[J];飞航导弹;2002年08期
2 淳于江民,张珩;无人机的发展现状与展望[J];飞航导弹;2005年02期
3 邹湘伏;何清华;贺继林;;无人机发展现状及相关技术[J];飞航导弹;2006年10期
4 苏鑫鑫;王永寿;;欧洲的无人战斗机计划[J];飞航导弹;2007年08期
5 张洋;高纪朝;周昊;李政斌;;X-47B——美国海军舰载无人战斗机[J];飞航导弹;2009年01期
6 戴宁;无人机自主进场着陆控制系统功能结构研究[J];飞行力学;2004年02期
7 吴春英;卢京潮;屈耀红;田琪;;基于LQR技术的无人机纵向控制律设计[J];飞行力学;2006年03期
8 邢小军;闫建国;袁冬莉;;基于LQR的无人机增稳控制系统设计及仿真[J];飞行力学;2011年05期
9 王蕾;严明;;美国X-47B无人战机完成首次飞行[J];飞航导弹;2011年03期
10 杨一栋;飞机抗侧风着陆系统[J];航空学报;1988年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 甄云卉;路平;;无人机相关技术与发展趋势[J];兵工自动化;2009年01期
2 李冀鑫;;飞机俯仰姿态的μ鲁棒控制[J];兵工自动化;2011年03期
3 陈淼;王道波;盛守照;徐扬;;无人旋翼机自主滑行起飞建模与控制[J];兵工自动化;2011年09期
4 陈洁;王道波;盛守照;陈淼;;基于侧偏修正的无人驾驶旋翼机转弯飞行控制[J];兵工自动化;2012年01期
5 鲁可;袁锁中;刘曌;钱秋朦;;基于动态逆与QFT的鲁棒飞行控制器[J];兵工自动化;2012年05期
6 顾荃莹;宋建梅;;导弹鲁棒H_∞输出反馈姿态跟踪控制器设计[J];兵工学报;2007年06期
7 王林林;高歌;;碟形飞行器纵向飞行品质[J];北京航空航天大学学报;2008年12期
8 王林林;高歌;;碟形飞行器横航向飞行品质[J];北京航空航天大学学报;2009年07期
9 张晶;申功璋;杨凌宇;;基于逆动力学和重心估计的飞行控制系统设计[J];北京航空航天大学学报;2009年11期
10 柴雪;王钢林;武哲;;飞翼布局飞行器副翼性能及重构分析[J];北京航空航天大学学报;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张晨曦;樊鹏辉;王新华;蔡开元;;可垂直起降和高速前飞飞行器模态转换控制律设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 贾建芳;;低成本MIMU/GPS组合导航系统的序贯滤波技术[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
3 夏绍平;葛益波;;无人机地面方向控制系统半物理仿真研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
4 闫溟;白鹏;石永彬;李建华;李茂强;;飞翼布局横航向控制增稳方法研究[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
5 刘杨俊;杨福兴;晏磊;高鹏麒;;无人机数字航摄相机控制电路设计[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
6 何湘智;周伟;刘东;阎晓鹏;;基于PXI的某型飞机电传操纵系统检测仪设计[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
7 刘爽;;影响飞机平衡性试飞因素的验证与分析[A];2012航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2012年
8 黄照协;李青;;基于PC机的飞控系统纵向控制通道仿真模型研究[A];江苏省系统工程学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
9 吕智慧;吴世通;;平流层飞艇的飞行控制方案探讨[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十九次学术会议论文集(下册)[C];2006年
10 乔志华;李一波;康绍鹏;朱琼;;基于虚拟现实技术的无人机地面控制站系统设计[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 毕胜;变结构飞行器的多刚体建模和姿态控制[D];中国科学技术大学;2010年
2 王倩;高超声速飞行器飞行控制系统设计方法与仿真研究[D];复旦大学;2011年
3 张明;飞机地面动力学若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 黄国勇;变推力轴线无人机飞行控制技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 贺成龙;可重复使用运载器亚轨道上升段制导与控制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 刘兴华;飞行控制系统数字化设计技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 都延丽;近空间飞行器姿态与轨迹的非线性自适应控制研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 张红梅;高超声速飞行器的建模与控制[D];天津大学;2012年
9 郭润夏;基于非线性模型的无人直升机自动飞行控制方法研究[D];天津大学;2012年
10 傅阳光;粒子群优化算法的改进及其在航迹规划中的应用研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苗晋玲;基于ARM的三自由度直升机嵌入式控制系统设计[D];南昌航空大学;2010年
2 吴国强;无人机航迹跟踪控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴鑫;舰载机自动着舰控制系统设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 徐永旺;无人机自动驾驶仪设计及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 袁斌;视觉辅助无人直升机自主着降技术研究[D];大连理工大学;2010年
6 王成龙;模糊控制在无人侦察机稳定平台中的应用研究[D];合肥工业大学;2009年
7 罗景文;用于航拍的小型无人直升机增稳实验系统设计及控制算法研究[D];昆明理工大学;2009年
8 李慎霞;小型无人机飞行控制系统重构设计[D];浙江大学;2011年
9 华晓波;无人机发射和回收系统结构的力学分析和试验[D];浙江大学;2010年
10 张之伟;无人倾转旋翼机地面站系统设计[D];西安电子科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 车军,张新国;自动着陆精确轨迹跟踪控制[J];北京航空航天大学学报;2005年09期
2 李林;马超;王立新;;大展弦比飞翼构型的横航向操纵特性[J];北京航空航天大学学报;2007年10期
3 宋子善,沈为群;无人直升机综合飞行控制系统设计[J];北京航空航天大学学报;1999年03期
4 冯琦,周德云;军用无人机发展趋势[J];电光与控制;2003年01期
5 侯砚泽;吴梅;;基于模型参考自适应方案的飞行器增稳控制研究[J];弹箭与制导学报;2008年05期
6 秦博,王蕾;无人机发展综述[J];飞航导弹;2002年08期
7 葛强胜;空中自主式武器——无人机[J];飞航导弹;2003年03期
8 高倩 ,徐文;国外微型无人机发展概况[J];飞航导弹;2003年06期
9 李炳荣,江鸿,王红星;军用无人机的现状和发展探析[J];飞航导弹;2003年11期
10 杨迎化,唐大全;无人机自动着舰方案研究[J];飞航导弹;2003年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王树磊;无人机自动起降控制律设计技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 唐斌;无人机自动起飞/着陆控制技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
3 曲建清;无人机自动起飞/着陆控制律和控制逻辑设计[D];南京航空航天大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖霞;;无人机将在今后的战争中扮演新角色[J];电子对抗;2003年02期
2 姜永伟;;俄军无人机在实践中的战术运用[J];现代军事;2005年02期
3 李武康;郑麦中;;欧洲“梭鱼”无人作战验证机[J];现代军事;2007年02期
4 ;全球快讯[J];飞航导弹;2009年11期
5 ;2O11中国无人机系统峰会暨展览征稿通知 峰会主题:无人机从前沿技术到现役装备[J];航空科学技术;2011年02期
6 ;美国将在中东使用先锋号无人机[J];航天电子对抗;1991年02期
7 ;德国陆军新型战术侦察无人机(KZO)系统[J];国防科技;2007年07期
8 ;国际会展信息[J];国际航空;2008年06期
9 郑葆;王秀春;;未来无人机的操控和指挥[J];国外坦克;2009年05期
10 臧晓京;朱爱平;;雷锡恩公司利用导弹经验发展无人机[J];飞航导弹;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁霖;;无人机系统人机交互界面浅析[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
2 王春生;苏多;刘道庆;;浅析无人机系统适航性[A];2010年航空器适航与空中交通管理学术年会论文集[C];2010年
3 徐佳;李擎;;无人机捷联惯性组合的建模与滤波方法研究[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
4 马晓平;;无人飞行器及其系统发展研究[A];航空科学技术学科发展报告(2010-2011)[C];2011年
5 钱正祥;张成华;张斌;;神经网络逆控制的无人机飞控系统自修复研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
6 解龙龙;王晓平;耿庆波;;无人机群控系统的地面站设计与实现[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
7 王磊;肖凯宁;宋琦军;张学平;;无人机遥控系统电磁兼容预测研究[A];全国电磁兼容学术会议论文集[C];2006年
8 樊兴;黄定超;郭铭;;舰载无人机系统技术研究[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会2006学术年会论文集(上册)[C];2006年
9 孔维玮;先治文;张代兵;;无人机垂直起降视觉自主导航系统的设计与实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
10 肖军;章玮玮;杨晓旭;田彬;;基于LXI总线的无人机参数测试系统[A];第20届测控、计量、仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 边际;“鹞鹰”无人机在国内首次实现同机双装载遥感飞行[N];中国航空报;2011年
2 柯江宁 编译;美陆军完成载人和无人机系统集成能力评估[N];科技日报;2011年
3 本报专稿 郭宣 石江月;中国无人机跨向“超一流”[N];世界报;2011年
4 徐泓;遥感无人机纳入宁夏灾害应急工作体系[N];中国国土资源报;2011年
5 记者 朱思平 通讯员 王明;珠海要生产无人机了![N];中国民航报;2011年
6 陈巧艳;无人机产业基地落户珠海[N];广东科技报;2011年
7 杨竞佳;首例环境应急大气监测无人机系统研究有进展[N];中国环境报;2011年
8 温宪;可接受的机器行为?[N];人民日报;2011年
9 记者 刘兴;从前沿技术到现役装备[N];中国航空报;2011年
10 洪山;法国、德国和西班牙签约共同研发三国无人机系统[N];中国航空报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 甄子洋;融合控制方法及其在无人机飞行控制中的应用研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 王世华;碟型涵道式无人机总体设计及飞行控制系统理论与仿真研究[D];复旦大学;2011年
3 李猛;基于智能优化与RRT算法的无人机任务规划方法研究[D];南京航空航天大学;2012年
4 于永军;高空长航无人机多信息融合自主导航关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 刘春阳;无人机隐身技术若干问题研究[D];西安电子科技大学;2012年
6 胡中华;基于智能优化算法的无人机航迹规划若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 姚如贵;无人机系统高速数据链中Turbo-OFDM技术研究[D];西北工业大学;2006年
8 辛哲奎;基于视觉的小型无人直升机地面目标跟踪技术研究[D];南开大学;2010年
9 王小刚;非线性滤波方法在无人机相对导航上的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 黄国勇;变推力轴线无人机飞行控制技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨轻;无人机自主起飞、着陆控制系统设计[D];南京航空航天大学;2011年
2 周乃恩;无人机起降纠偏控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 马立群;高速无人机自动起飞与着陆控制技术研究[D];南京航空航天大学;2013年
4 朱雯雯;轮式起降无人机全包线控制律设计技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
5 叶水根;某型无人机空中阶段控制律设计与仿真[D];电子科技大学;2011年
6 钟斌;无人机最优控制器设计研究[D];南昌航空大学;2013年
7 胡浩;无人机进场着陆/地面滑跑控制与仿真[D];电子科技大学;2011年
8 陈小昆;无人机纵向气动布局与控制系统优化设计研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 胡占双;无人机飞行姿态检测及控制研究[D];沈阳航空航天大学;2013年
10 曹宇;无人机非线性自抗扰控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
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