空中加油过程中无人机精确跟踪控制研究

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空中加油可以增大无人机的作战半径，延长飞行时间，提升有效载荷，提高无人机的总体作战效能。本文针对空中加油过程中无人受油机精确跟踪的制导与控制问题进行了探索和研究。首先分析了自主空中加油过程中无人受油机精确跟踪系统的两种控制结构，建立了无人受油机六自由度的非线性数学模型以及加油机尾涡流和大气紊流数学模型，为后续的研究工作奠定了基础。其次基于制导与控制回路分开设计的思想，首先采用神经网络Backstepping的控制方法设计了无人受油机姿态控制内回路，仿真表明，所设计的控制器能有效的补偿不确定因素和抑制干扰，精确的跟踪角度指令。其次采用L1制导算法对无人受油机纵侧向精确跟踪控制系统的制导回路进行设计。再次，为了进一步提高无人受油机跟踪控制的性能，采用制导与控制一体化的方法设计无人受油机飞行控制系统。建立了无人受油机跟踪加油机的相对视角线模型，提出了制导与控制一体化的控制策略，对无人受油机动力学模型进行输入输出的反馈线性化，在此基础上，采用自适应神经网络输出反馈的控制方法对系统进行设计。最后构建了空中加油过程无人受油机精确跟踪的仿真系统，分别在仿真中加入两种强度的气流干扰的情况下对两种设计的控制器进行仿真验证，结果表明，基于两种不同设计方法的无人受油机精确跟踪控制系统均能实现对加油机跟踪，且采用制导与控制一体化设计结构的无人受油机精确控制系统具有更好控制性能。

著录项

作者
李华东;
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作者单位

南京航空航天大学;

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授予单位南京航空航天大学;
学科工程
授予学位硕士
导师姓名袁锁中;
年度 2018
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类各类型航空器;计算技术、计算机技术;
关键词
加油过程; 无人机; 精确跟踪;

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