高速無人機(jī)滑翔軌道導(dǎo)航與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、高速無人機(jī)具有速度快、反應(yīng)時(shí)間短、作戰(zhàn)半徑大、隱蔽性好、突防能力強(qiáng)等特點(diǎn)，是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中不可或缺的作戰(zhàn)武器，其發(fā)展受到世界各國的關(guān)注。由于高速無人機(jī)的高動(dòng)態(tài)，并且具有多變量、參數(shù)時(shí)變、高度非線性、強(qiáng)耦合等動(dòng)力學(xué)特征，因此，高速無人機(jī)的導(dǎo)航與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的課題。
　　慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)雖然能夠提供比較全面的導(dǎo)航參數(shù)，但由于導(dǎo)航誤差會(huì)隨導(dǎo)航時(shí)間的增加而累積，在長航時(shí)情況下不再適用。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、高精度

2、導(dǎo)航，但其可靠性難以得到保障，同時(shí)數(shù)據(jù)輸出頻率低，不利于在高動(dòng)態(tài)無人機(jī)上應(yīng)用。將INS和GPS相結(jié)合，使其優(yōu)勢互補(bǔ)，能夠獲得更好的導(dǎo)航定位效果。因此，為實(shí)現(xiàn)高速無人機(jī)的高精度導(dǎo)航要求，設(shè)計(jì)了INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)方案，即利用卡爾曼濾波器對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)誤差進(jìn)行估計(jì)，進(jìn)而對(duì)INS的導(dǎo)航信息進(jìn)行修正。研究中考慮了平臺(tái)失準(zhǔn)角和姿態(tài)誤差角之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，進(jìn)一步提高了導(dǎo)航精度。
　　無人機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括姿態(tài)穩(wěn)定回路和制導(dǎo)回路的控制律設(shè)計(jì)。首

3、先對(duì)耦合非線性模型進(jìn)行線性化并解耦為縱向和橫側(cè)向兩個(gè)子系統(tǒng)。對(duì)縱向而言，利用根軌跡方法依次設(shè)計(jì)阻尼器、姿態(tài)穩(wěn)定控制器和軌跡跟蹤控制器。對(duì)橫側(cè)向而言，為了消除側(cè)滑角對(duì)飛行控制帶來的影響，提高轉(zhuǎn)彎效率，采用傾斜轉(zhuǎn)彎(BTT)控制方法設(shè)計(jì)了橫側(cè)向姿態(tài)飛行控制系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，同樣利用根軌跡方法完成了橫側(cè)向制導(dǎo)回路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了側(cè)向軌跡糾偏控制功能。
　　利用Matlab/Simulink軟件建立了高速無人機(jī)導(dǎo)航與飛行控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)。為了