滑跑三维动力学建模与纠偏控制约束分析

作为固定翼无人机(UAV)轮式起降的关键环节,地面滑跑过程的安全性直接决定了起降阶段的成功率。模型准确性及纠偏控制方式对仿真结果的可信度至关重要,直接影响实际飞行安全。本文围绕前三点式起落架固定翼无人机地面滑跑过程的三维动力学与纠偏控制约束特性开展研究,首先,提出了轮胎摩擦力连续函数近似模型和基于速度的侧力分析方法,满足无人机滑跑全过程模拟与实时仿真测试需求;其次,充分考虑起落架三维效应,建立了相对准确的滑跑过程三维动力学模型;再次,以滑跑纠偏所需向心力为突破点,建立了滑跑纠偏约束分析方法,并以试验无人机为例,分析并建立了前轮和方向舵可控性边界;最后,通过仿真测试验证了所提模型和约束分析方法的准确性及可行性。