艦載無人機移動撞網(wǎng)回收技術(shù)及復(fù)飛決策研究.pdf

1、撞網(wǎng)回收是艦載無人機回收的主要方式之一。艦載無人機移動撞網(wǎng)回收的過程復(fù)雜、環(huán)境惡劣多變，不僅需要高精度的導(dǎo)航系統(tǒng)與制導(dǎo)策略，而且要保證在無法安全完成撞網(wǎng)回收時，艦載無人機能及時準(zhǔn)確地復(fù)飛，避免撞艦事故的發(fā)生。本文以艦載無人機為對象，研究了移動撞網(wǎng)回收過程的導(dǎo)航策略與末制導(dǎo)律，制定了適用于艦載無人機的復(fù)飛策略，并進(jìn)行了仿真分析及飛行實驗。本文的主要工作如下:
　　首先，本文建立了無人機的六自由度剛體動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，搭建了Matlab

2、/Simulink下的非線性仿真環(huán)境。通過對樣機的配平線性化，分析了樣機的基本氣動特性和模態(tài)特性。針對樣機的滾轉(zhuǎn)不利偏航現(xiàn)象，加入了滾轉(zhuǎn)角速率到方向舵的反饋，并進(jìn)行了仿真分析。
　　其次，本文根據(jù)撞網(wǎng)回收過程的任務(wù)特點，設(shè)計了分段導(dǎo)航策略。針對撞網(wǎng)回收末端，設(shè)計了基于比例導(dǎo)引的縱向及橫側(cè)向末制導(dǎo)律。通過樣機試飛實驗，著重對比了橫側(cè)向側(cè)滑轉(zhuǎn)彎方式和傾斜轉(zhuǎn)彎方式跟蹤機動目標(biāo)的能力。
　　再次，本文通過對艦船在海上的運動形式分析，

3、建立了蛇型機動制導(dǎo)模型，在常規(guī)比例導(dǎo)引律的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了基于目標(biāo)蛇型機動補償?shù)淖顑?yōu)制導(dǎo)律。考慮到自動駕駛儀的動態(tài)特性，給出了基于自動駕駛儀一階滯后的制導(dǎo)律。并且，通過仿真分析了最優(yōu)制導(dǎo)律的性能。
　　最后，本文分析了影響艦載無人機撞網(wǎng)回收安全的因素，制定了艦載無人機的復(fù)飛邊界準(zhǔn)則，并通過仿真描繪了艦載無人機的復(fù)飛區(qū)下邊界。提出了基于預(yù)測制導(dǎo)的艦載無人機復(fù)飛決策系統(tǒng)，并介紹了該系統(tǒng)的工作流程。
　　研究結(jié)果驗證了本文設(shè)計的撞網(wǎng)