VxWorks下飞行模拟系统研究与设计

介绍了基于嵌入式实时操作系统VxWorks的无人机仿真系统。建立了无人机动力学及运动学数学模型,给出了气动系数的拉格朗日插值计算方法,采用一种全新的方法实现飞行模拟,即利用RTW接口下载飞机数学模型到VxWorks操作系统。最后给出了半物理仿真和全数字仿真的对比曲线,验证了仿真系统的正确性。该系统的研制成功,对于验证无人机飞控/导航控制律及加快无人机研制进度有重要意义。     

基于特征点的地形数据存储模型

低空突防在现代战争中发挥着越来越重要的作用，而机载数字地图是现代自主式低空突防系统的一个关键子系统。突防区域内的三维地形数据是数字地图最重要的信息源，故数字地图子系统的成功构筑有赖于在机载环境下有效地存储三维地形数据。本文提出了一种基于地形特征点的三维地形存储模型，其中给出了地形特征点的提取方法及地形特征点的存储编码方式。研究表明，该存储模型可大大减小地形数据的存储空间，并有利于提高三维地形的显示速度。     

基于UML的无人机飞控系统建模

针对无人机飞控系统功能及其复杂而又难以比较全面的描述,提出利用面向对象统一建模语言UML对飞控系统进行建模,可直观地描述飞控系统,并可以从不同角度较全面地描述飞控系统。首先简要介绍了飞控系统的原理和功能,在此基础上,利用UML例图、类图、协作图、顺序图、活动图,分别从整体、静态、动态角度描述了飞控系统。使用这种方法对飞控系统建模可应用在无人机系统仿真建模中,对无人机系统仿真建模具有积极的研究意义。     

影响螺旋桨式无人机安全发射的诸因素

根据无人机的零长发射原理,通过多个型号的发射仿真计算和发射试验分析,详细探讨了影响无人机安全发射的固有参数和外部参数,总结出影响螺桨式无人机安全发射的主要因素有：单发螺旋桨的反扭矩,火箭推力线相对重心的位置,火箭安装角,机体发射角,舵机死区及发射环境等。最后,以发射安全高度、速度、过载为约束条件,给出了火箭总冲、推力线位置、火箭安装角、机体发射角、发射风向和风速等参数的确定方法,该方法对保证无人机     

基于回访机制的无人机集群分布式协同区域搜索方法

为高效引导无人机（UAV）集群搜索未知任务区域内的动态目标,同时兼顾最大化覆盖搜索效能,提出一种回访机制驱动的UAV集群分布式协同搜索决策（RM-DCSD）算法。首先,基于栅格化方法构建了包含3种属性的综合态势信息图模型及其更新机理,为UAV进行实时在线搜索决策奠定基础;其次,以最大化搜索效率为优化目标,同时兼顾UAV的飞行安全与能耗代价,建立了UAV搜索效能函数,在此基础上,基于滚动优化思想进一步构建了UAV局部有限时域滚动优化模型;然后,综合考虑动目标的实际搜索需求以及传感器虚警和漏检情况,分别设计了信息素引导的回访机制与权系数动态切换引导的回访机制;接着,借鉴分布式模型预测控制思想,设计了基于信息融合的UAV集群分布式协同搜索决策机制,在确保集群分布式协同最优决策的基础上实现了对UAV成员态势信息图的解耦式更新,进一步增强了系统鲁棒性;最后,通过数值仿真实验对所提算法的有效性进行全面验证。仿真结果表明,RM-DCSD算法对动态未知搜索环境表现出良好的适应性,能够在引导UAV集群对未知区域进行最大化覆盖搜索的同时,通过回访机制驱动,有效兼顾对地面动目标的搜索需求。     

基于空间两点的视觉自主着陆导引算法设计

为提高无人机着陆效率,从着陆速度向量场和导引律设计两方面研究改进。首先,基于椭圆设计速度向量场,实现飞行路程更短、机动性能要求更低的着陆轨迹。然后,基于像素坐标系与机体坐标系的关系,设计无人机的航迹方位角指令;以椭圆切线方向为参考,结合合作矢量特征,设计航迹倾斜角指令;利用图像信息,设计速度大小指令。最后,理论比较了传统轨迹与提出轨迹对方向机动性性能的要求,给出了轨迹参数与无人机方向机动性性能的关系。利用Simulink搭建系统仿真平台,计算满足要求的合作矢量特征。结果表明,无人机以曲线轨迹准确软着陆到目标,满足实际运用的需要。      

美国低空风切变危险性评估的研究概况

对美国在低空风切变的危险性评估及其准则、风切变模型及地面系统仿真等方面的研究概况作一介绍,最后找出我国在这方面研究的差距,并提出努力的方向。     

基于PID和LESO的无人机控制

针对四旋翼无人机控制模型耦合程度高、非线性关系复杂,设计了一种基于PID和LESO的控制方法,选取无人机的某个状态变量作为控制量,通过简化模型对状态变量进行解耦控制,进而在控制系统中加入线性扩张状态观测器(LESO),提高模型的抗干扰能力。通过仿真和实际飞行与传统PID方法进行比较,充分验证了自抗扰控制(ADRC)在无人机飞行控制中具有鲁棒性强、精度高、易于实现等特点。