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题名非匹配包线下无人机空基回收拖曳系统协调运动规划
被引量:2
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作者
苏子康
陈海通
李春涛
邢卓琳
王宏伦
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机构
南京航空航天大学自动化学院
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期190-206,共17页
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基金
国家自然科学基金(61903190,62173022)
航空科学基金(2019ZA052006)
+2 种基金
无人机特种技术重点实验室基金(2022-JCJQ-LB-071)
江苏省自然科学基金(BK20190401)
中国博士后科学基金(2020M681588)。
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文摘
针对非匹配包线下固定翼无人机(UAV)拖曳式空基回收过程中的浮标轨迹稳定问题,提出一种盘旋拖曳系统运动规划方法,通过实时协调母机运动和缆绳收放从而实现浮标拖曳轨道精准稳定。首先,构建气流扰动下考虑缆绳弹性和收放特性的母机-缆绳-浮标组合体多体动力学模型。继而,综合考虑拖曳系统动力学约束和母机飞行能力、缆绳收放能力等物理约束,分别建立基于母机运动和基于母机运动-缆绳收放协调的盘旋拖曳系统运动规划最优控制模型。随后,采用hp自适应Radau伪谱法将所建最优控制模型转化为非线性规划问题,并通过SNOPT求解器解算。最终,通过平静大气下母机运动规划、常值风扰下母机运动规划和常值风扰下母机运动-缆绳收放协调运动规划等典型场景下的仿真实验对比分析表明,本方法可实现一定气流扰动和拖曳系统物理约束下浮标拖曳轨道精准稳定。
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关键词
空基回收
盘旋拖曳系统
运动规划
无人机
hp自适应Radau伪谱法
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Keywords
aerial recovery
circularly towed cable system
motion planning
UAV
hp adaptive Radau pseudo⁃spectral method
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分类号
V249
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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