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随着无人机应用范围的扩大,无人机的飞行任务越来越复杂,飞行航迹的形式也越来越多,因此,开发山能满足无人机飞行约束,实现各种飞行航迹跟踪的制导方法,已成为无人机飞行控制技术研究的一个重要问题。
根据非线性导航逻辑制导律的跟踪原理,无人机在对复杂形状航迹进行跟踪时,需确定目标航迹上的虚拟目标点,而以离散点的形式给出的飞行航路会导致无人机跟踪过程中虚拟目标点难以确定的问题,因此,论文采用基于三次样条和基于最小二乘、三次样条相结合的曲线拟合方法,解决了虚拟目标点的求取问题,并在Matlab、VC++6.0环境验证了所选拟合方法的止确性。
为实现无人机对复杂航迹的跟踪,论文在动、静两个方面对航迹的可跟踪性进行了分析。动态方面,应用离散傅里叶频谱变换的方法,对无人机需用过载大小和方向进行分析,确定飞行航迹的动态变化特性;静态方面,计算了无人机飞行过程中的滚转角,使滚转角不超过无人机所允许的最大滚转角限制,通过动、静两特性判定航迹的可跟踪性。
为实现无人机对复杂形状(满足无人机约束要求)航迹的跟踪要求,设计了非线性导航逻辑制导律,建立了跟踪模型,达到了无人机对复杂形状航迹的跟踪目标:通过对该非线性制导律进行线性化分析,保证了制导律动态特性与飞行航迹动态变化特性的匹配。通过对儿种不同形状的典型航路进行的仿真验证,表明该非线性制导算法能满足无人机对复杂形状航路进行跟踪的要求。
为满足该制导算法工程化的实现要求,在VC++6.0环境下,设计了开发验证程序,通过对几种不同形状的预定航迹及实时航迹的跟踪仿真验证,表明该非线性制导律能满足工程化的实现需要。