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

1、高速無人機具有速度快、反應(yīng)時間短、作戰(zhàn)半徑大、隱蔽性好、突防能力強等特點，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。由于高速無人機的高動態(tài)，并且具有多變量、參數(shù)時變、高度非線性、強耦合等動力學(xué)特征，因此，高速無人機的導(dǎo)航與控制系統(tǒng)設(shè)計是一個極具挑戰(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)航誤差會隨導(dǎo)航時間的增加而累積，在長航時情況下不再適用。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，同時數(shù)據(jù)輸出頻率低，不利于在高動態(tài)無人機上應(yīng)用。將INS和GPS相結(jié)合，使其優(yōu)勢互補，能夠獲得更好的導(dǎo)航定位效果。因此，為實現(xiàn)高速無人機的高精度導(dǎo)航要求，設(shè)計了INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)方案，即利用卡爾曼濾波器對導(dǎo)航系統(tǒng)誤差進行估計，進而對INS的導(dǎo)航信息進行修正。研究中考慮了平臺失準(zhǔn)角和姿態(tài)誤差角之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，進一步提高了導(dǎo)航精度。
　　無人機控制系統(tǒng)設(shè)計包括姿態(tài)穩(wěn)定回路和制導(dǎo)回路的控制律設(shè)計。首

3、先對耦合非線性模型進行線性化并解耦為縱向和橫側(cè)向兩個子系統(tǒng)。對縱向而言，利用根軌跡方法依次設(shè)計阻尼器、姿態(tài)穩(wěn)定控制器和軌跡跟蹤控制器。對橫側(cè)向而言，為了消除側(cè)滑角對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，實現(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導(dǎo)航與飛行控制系統(tǒng)仿真平臺。為了