無人機空中加油過程中編隊保持控制方法研究.pdf

1、無人機在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中具有非常重要的作用，空中加油技術能夠增大無人機的航程和有效載荷，延長其續(xù)航時間。具備自主空中加油能力是未來無人戰(zhàn)斗機發(fā)展的方向，本文針對空中加油過程中無人受油機編隊保持控制問題開展了深入的研究和探索。
　　首先，根據(jù)飛行力學和空氣動力學的相關知識，為抑制燃油傳輸給無人機帶來的影響，將質量的變化等效為對無人機力和力矩的干擾，建立了無人機六自由度非線性運動模型。為了驗證所建模型的合理性，建立了一個簡單的油箱模型來模擬

2、加油過程，并設計了三種不同的加油方案，分析了燃油傳輸對模型自然特性的影響，為下一步的飛行控制律設計打下堅實基礎。
　　其次，針對無人機空中加油編隊飛行過程中無人機之間存在的氣動耦合問題，以 Biot-Savart定律為基礎，加油機由基本馬蹄形旋渦近似代替，研究了受油機以橢圓翼近似表示在編隊飛行中受油機所受的升力、阻力和側力變化，并計算出在編隊飛行中受油機所受的力矩的變化以及作用在無人受油機的有效風分量和有效風梯度，并推導了無人受油

3、機機體誘導轉動角速度。
　　再次，采用了經(jīng)典的控制方法來進行控制律設計，對空中加油過程中編隊保持控制系統(tǒng)進行結構配置,并完成了無人受油機高度保持控制器、航向保持控制器、側向偏離控制器和速度保持控制器的設計。采用非線性動態(tài)逆控制的方法設計無人機姿態(tài)控制系統(tǒng)，作為空中加油過程中的編隊飛行控制系統(tǒng)的內回路，針對建模誤差，通過神經(jīng)網(wǎng)絡在線補償來提高控制器的魯棒性，從而抑制燃油傳輸帶來的擾動。
　　最后，在 MATLAB數(shù)值仿真環(huán)境中