光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2014年
6期
1507-1516
,共10页
段镇%高九州%贾宏光%陈娟
段鎮%高九州%賈宏光%陳娟
단진%고구주%가굉광%진연
无人机%滑跑建模%模型线性化%前轮转向纠偏%增益调节控制%滑跑试验
無人機%滑跑建模%模型線性化%前輪轉嚮糾偏%增益調節控製%滑跑試驗
무인궤%활포건모%모형선성화%전륜전향규편%증익조절공제%활포시험
Unmanned Aerial Vehicle(UAV)%taxiing modeling%model linearization%nose wheel steering turning%gain scheduling control%field taxiing test
由于无人机的三轮滑跑阶段是整个飞行过程最容易出问题的环节,本文对前三点式无人机地面滑跑进行建模并研究了前轮转向纠偏控制方法.首先,分析了无人机三轮滑跑阶段的受力情况;考虑发动机扭矩、推力偏心及停机角对模型的影响,建立了无人机地面三轮滑跑非线性数学模型;然后,利用小扰动原理在合理简化的前提下将非线性模型线性化,分别推导了前轮转角为输入,偏航角速度、偏航角、侧偏距为输出的传递函数,设计了三回路增益调节前轮转向纠偏控制律;最后,通过滑跑试验进行了验证.试验结果表明:在初始航向偏差为3°,初始侧向位置偏差为0.2m的情况下,无人机由静止滑行至速度为32 m/s过程中的最大侧偏距为0.3m,最大偏航角为4.5°,并且对不大于4.6 m/s的侧风干扰有较好的抑制作用,对跑道路况、轮胎侧偏刚度及轮胎弹性等不确定因素的影响有较好的鲁棒性.该设计已成功应用于某无人机.
由于無人機的三輪滑跑階段是整箇飛行過程最容易齣問題的環節,本文對前三點式無人機地麵滑跑進行建模併研究瞭前輪轉嚮糾偏控製方法.首先,分析瞭無人機三輪滑跑階段的受力情況;攷慮髮動機扭矩、推力偏心及停機角對模型的影響,建立瞭無人機地麵三輪滑跑非線性數學模型;然後,利用小擾動原理在閤理簡化的前提下將非線性模型線性化,分彆推導瞭前輪轉角為輸入,偏航角速度、偏航角、側偏距為輸齣的傳遞函數,設計瞭三迴路增益調節前輪轉嚮糾偏控製律;最後,通過滑跑試驗進行瞭驗證.試驗結果錶明:在初始航嚮偏差為3°,初始側嚮位置偏差為0.2m的情況下,無人機由靜止滑行至速度為32 m/s過程中的最大側偏距為0.3m,最大偏航角為4.5°,併且對不大于4.6 m/s的側風榦擾有較好的抑製作用,對跑道路況、輪胎側偏剛度及輪胎彈性等不確定因素的影響有較好的魯棒性.該設計已成功應用于某無人機.
유우무인궤적삼륜활포계단시정개비행과정최용역출문제적배절,본문대전삼점식무인궤지면활포진행건모병연구료전륜전향규편공제방법.수선,분석료무인궤삼륜활포계단적수력정황;고필발동궤뉴구、추력편심급정궤각대모형적영향,건립료무인궤지면삼륜활포비선성수학모형;연후,이용소우동원리재합리간화적전제하장비선성모형선성화,분별추도료전륜전각위수입,편항각속도、편항각、측편거위수출적전체함수,설계료삼회로증익조절전륜전향규편공제률;최후,통과활포시험진행료험증.시험결과표명:재초시항향편차위3°,초시측향위치편차위0.2m적정황하,무인궤유정지활행지속도위32 m/s과정중적최대측편거위0.3m,최대편항각위4.5°,병차대불대우4.6 m/s적측풍간우유교호적억제작용,대포도로황、륜태측편강도급륜태탄성등불학정인소적영향유교호적로봉성.해설계이성공응용우모무인궤.
