基于L1制导法的无人机避障研究

随着现代战争作战环境日益复杂,对无人机作战的航线跟踪能力和避障能力都提出了较高的要求。针对目前无人机避障过程中存在的航线偏差大等问题,提出了一种基于L1制导法的避障方法。通过构建障碍物与无人机间的几何关系,实时给出避障路径,然后利用L1制导法对避障路径进行跟踪,从而实现无人机避障的效果。最后通过仿真验证了所提方法的可行性和有效性。

一种变体飞机的轨迹跟踪控制方法研究

轨迹跟踪在编队飞行、空中加油以及侦察跟踪任务方面具有重要作用。为了提高变体飞机的轨迹跟踪效果,本文提出了一种新的轨迹跟踪方法。首先,根据非刚体运动模型特点对一种变后掠翼飞机进行建模;其次,使用增量反步法设计相应的控制律,包括姿态控制律、高度控制律、速度控制律和侧滑角控制律;最后,在轨迹回路的跟踪制导策略上,使用非线性L1制导法,通过计算目标飞机的动态轨迹曲率进行轨迹跟踪控制的设计,同时使用变体结构进行补偿轨迹跟踪控制。仿真结果表明,该方案能够很好地应用于变体飞机,并能够准确地跟踪上目标飞机。本文的研究可为变体飞机的轨迹跟踪应用提供理论和仿真验证技术支撑。

一种无人艇路径跟踪控制器的设计与验证

针对无人艇的路径跟踪控制问题,基于内模控制和L1制导算法设计并实现无人艇路径跟踪控制器。通过对状态空间型船舶线性数学模型进行在线参数辨识,实现对无人艇操纵响应模型参数的在线估计;基于内模控制和无人艇操纵响应模型,设计并实现无人艇的艏摇角速度控制器;采用L1制导算法设计并实现无人艇的路径跟踪控制器。实船试验结果表明,该路径跟踪控制器能较好地实现无人艇对参考路径的跟踪。

基于直接升力的空中加油对接飞行控制

为解决传统空中加油对接过程中受油机纵向轨迹跟踪控制存在时间滞后的问题,提出一种基于直接升力的空中加油对接飞行控制方法。采用非线性L1制导的方法生成横纵向加速度指令,设计2种直接升力方案对受油机纵向轨迹控制加以改进,采用动态逆方法对姿态回路设计,通过扩张状态观测器对动态逆内回路进行补偿。仿真结果表明:采用的2种方案均能消除纵向轨迹跟踪的时间滞后,实现受油机纵向轨迹的快速响应,完成空中加油的成功对接。

基于增量动态逆的协同轨迹控制方法研究

针对协同飞行飞机的队形保持和轨迹跟踪问题,提出一种基于增量动态逆的协同轨迹控制方法。首先按照时标分离原理,利用增量动态逆设计飞机航迹控制律;然后使用非线性制导法完成复杂轨迹跟踪控制;接着基于一致性理论,设计4架飞机的长机-僚机协同飞行轨迹控制律,长机利用L1轨迹制导跟踪期望飞行轨迹,僚机通过基于一致性协议的协同控制律进行队形变换并跟踪长机。仿真结果表明,该方案能够很好地完成协同队形变换和协同轨迹跟踪控制。