畢業(yè)論文-無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)仿真研究【定稿】

1、1緒論本章先主要介紹了無人機(jī)進(jìn)無人機(jī)的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)及這篇文章的主要內(nèi)容安排。1.1無人機(jī)概述無人機(jī)即無人駕駛飛機(jī)，也稱為遙控駕駛飛行器，是機(jī)上沒有駕駛員，靠自身程序控制裝置操縱，自動(dòng)飛行或者由人在地面或母機(jī)上進(jìn)行遙控的無人駕駛飛行器，在它上面裝有自動(dòng)駕駛儀、程序控制系統(tǒng)、遙控與遙測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)著陸系統(tǒng)等，通過這些系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制飛行。無人機(jī)大體上由無人機(jī)載體、地面站設(shè)備(無線電控制、任務(wù)控制、發(fā)射回收等起

2、降裝置)以及有效負(fù)荷三部分組成。無人機(jī)在航空業(yè)已有一百年的歷史了。第一駕遙控航模飛機(jī)于1909年在美國(guó)試飛成功。1915年10月德國(guó)西門子公司研制成功采用伺服控制裝置和指令制導(dǎo)的滑翔炸彈，它被公認(rèn)為有控的無人機(jī)的先驅(qū)。世界上第一架無人機(jī)是英國(guó)人于1917年研制的。這是一架無線電操縱的小型單翼機(jī)，由于當(dāng)時(shí)的許多技術(shù)問題，所以試驗(yàn)失敗。一直到1921年英國(guó)才研制成可付諸實(shí)用的第一駕靶機(jī)。1918年德國(guó)也研制成第一駕無人駕駛的遙控飛機(jī)。192

3、0年簡(jiǎn)氏《世界各地飛機(jī)》首次提到無人機(jī)。20世紀(jì)30年代初無線電操縱的無人靶機(jī)研制成功。在20世紀(jì)40至50年代，無人機(jī)逐漸得到了廣泛使用，但這時(shí)主要是作為靶機(jī)使用。世界各國(guó)空軍于20世紀(jì)50年代大量裝備了無人駕駛飛機(jī)作為空靶。進(jìn)入20世紀(jì)60年代后，美國(guó)出于冷戰(zhàn)需要，將無人機(jī)研究重點(diǎn)放在偵察用途方面，這標(biāo)志著無人機(jī)技術(shù)開始進(jìn)入了以應(yīng)用需求為牽引的快速發(fā)展時(shí)代。由于無人機(jī)具有低成本、零傷亡、可重復(fù)使用和高機(jī)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)因此深受世界各國(guó)軍隊(duì)的

4、廣泛歡迎，近年來得到了快速發(fā)展。對(duì)于無人機(jī)而言，其自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，它的優(yōu)劣程度直接影響到無人機(jī)各項(xiàng)性能(包括起飛著陸性能、作業(yè)飛行性能、飛行安全可靠性能、系統(tǒng)的自動(dòng)化性和可維護(hù)性等)。因此，研究無人機(jī)的自動(dòng)飛行控制技術(shù)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，尤其是在軍事上的重要性己經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外的高度重視，而無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)是無人機(jī)能夠安全、有效地完成復(fù)雜戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略使命的基本前提，因此迫切需要加強(qiáng)該領(lǐng)域的研究工作。無人機(jī)的研制早在2

5、0世紀(jì)初就開始了，幾乎與有人機(jī)同步，自30年代國(guó)外首次采用無線電操縱的模型飛機(jī)作為靶機(jī)以后，無人機(jī)的發(fā)展十分迅速。40年代，低空低速的小型活塞式靶機(jī)投入使用。50年代出現(xiàn)了高亞音速和超音速高性能的靶機(jī)，世界各國(guó)空軍開始大量裝備無人機(jī)作為空靶。60年代以后，隨著微電子技術(shù)、導(dǎo)航與控制技術(shù)的發(fā)展，一些國(guó)家研制了無人駕駛偵察機(jī)，美國(guó)率先研制成功無人駕駛偵察機(jī)，并開始用于越戰(zhàn)。無人機(jī)受到越來越多國(guó)家的青睞，發(fā)展迅猛。在1982年的中東戰(zhàn)爭(zhēng)制。(

6、4)隱蔽性好。無人機(jī)尺寸小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可大面積采用雷達(dá)反射特征與紅外輻射特征小的材料制造在結(jié)構(gòu)與總體布局上可采取“隱形“措施，在小發(fā)動(dòng)機(jī)上可采取消音措施。(5)適應(yīng)性強(qiáng)。無人機(jī)的發(fā)射比較簡(jiǎn)單，靈便多樣，可由地面艦艇發(fā)射或母機(jī)攜帶至空中發(fā)射在地面發(fā)射時(shí)，可由固定式或活動(dòng)式發(fā)射裝置發(fā)射，滑跑起飛距離一般不超過300m；而有人機(jī)起飛滑跑距離在1000m以上，并且對(duì)跑道的要求也高。另外，無人機(jī)回收也較簡(jiǎn)單，可以用降落傘或攔截網(wǎng)回收，這為部隊(duì)靈活

7、機(jī)動(dòng)的軍事行動(dòng)創(chuàng)造了有利條件。(6)安全性高。人不必冒生命危險(xiǎn)這是無人機(jī)最根本的特點(diǎn)。它能在敵人威脅力強(qiáng)的危險(xiǎn)區(qū)執(zhí)行任務(wù)，能在復(fù)雜惡劣氣候條件下或在有核、生物、化學(xué)作用的危害區(qū)工作，能晝夜長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)飛行。1.3無人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)無人機(jī)以制造成本與壽命周期費(fèi)用低、無人員損失幾率、較小的尺寸、較強(qiáng)的隱身能力受有人機(jī)過載系數(shù)的約束、相對(duì)簡(jiǎn)單的維護(hù)保養(yǎng)方式等優(yōu)點(diǎn)。受到了各國(guó)的重視。在航天科工集團(tuán)公司展出的無人裝備中，幾款新型無人機(jī)比較“耀眼”。S

8、H1多用途通用無人機(jī)采用翼神身融合、大展弦比的無尾飛翼式布局，具有優(yōu)異的氣動(dòng)特性、良好的隱身性能和較強(qiáng)的裝載能力，裝載光電偵察設(shè)備，可執(zhí)行空中偵察、目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)定位、打擊效果評(píng)估等不同的作戰(zhàn)任務(wù)。還可用于災(zāi)情監(jiān)測(cè)、長(zhǎng)線巡查、氣象測(cè)量等其他用途。SH3輕型低速無人機(jī)采用高升阻比氣動(dòng)外形，低耗油率活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，具有體積小，成本低，運(yùn)輸和使用方便等特點(diǎn)?？蓴y帶不同任務(wù)載荷。進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的空中偵察、巡邏和監(jiān)視及氣象探測(cè)等。無人機(jī)在近幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中

9、的出色表現(xiàn)，使世界各國(guó)都非常重視發(fā)展無人機(jī)。隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展和完善，無人機(jī)必將充斥未來戰(zhàn)場(chǎng)。從無人機(jī)技術(shù)發(fā)展和未來作戰(zhàn)需要來看，今后無人機(jī)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：長(zhǎng)航時(shí)的無人偵察機(jī)將得到快速發(fā)展海灣戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，無人偵察機(jī)的研制和發(fā)展在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了高潮。美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)和以色列等國(guó)家空軍，不惜加大投入，發(fā)展性能更先進(jìn)的無人偵察機(jī)，深入敵人防空嚴(yán)密的空域，執(zhí)行有人機(jī)難以完成的偵察任務(wù)，力爭(zhēng)在提高戰(zhàn)場(chǎng)透明度和感知能力方面保持領(lǐng)先