一种用于仿生导航无人机航姿求解的混合滤波方法

针对现有组合导航系统易被干扰欺骗以及姿态求解精度不足的问题,设计了惯性测量单元(IMU)与偏振光传感器组成的航姿参考系统(AHRS)。同时,考虑到传统的姿态求解方法精度不高,提出了一种用于仿生导航无人机航姿求解的混合滤波方法。将Mahony滤波后的姿态值作为系统观测量,再结合扩展卡尔曼滤波(EKF)实现传感器数据的深层融合,以获得高精度的姿态角信息。实验结果表明：在静态环境下采用混合滤波方法求解的姿态值能有效滤除偏振光传感器和加速度计内部噪声干扰,其稳定性明显优于两种方法各自求解时的情况;在动态实验中该方法能有效抑制单独采用Mahony滤波时存在的超调问题,表现出更高的动态解算精度,从而为偏振光组合导航系统提供了更精确的姿态估计信息。     

美海军陆战队在中东完成MQ-9A无人机首次作战飞行

2020年3月20日,美海军陆战队(USMC)无人机第1中队(VMU‐1)的飞行员和传感器操作员在中东进行了MQ‐9A“死神”无人机系统的首次作战飞行。MQ‐9A无人机装配通用原子航空系统公司(GA‐ASI)的多传感器侦察系统,可以支持美海军陆战队的前线战场行动。为执行在阿富汗的持续情报、监视和侦察(ISR)任务,美海军陆战队计划2021年将公司所有/公司经营(COCO)MQ‐9A合同转换为政府所有/政府经营(GOGO)的合同。     

“纳卡”冲突制胜关键:无人机

2020年9月27日,阿塞拜疆和亚美尼亚两国就“纳卡”地区归属问题爆发冲突。西方分析人士估计,此次冲突中,不算阿塞拜疆军方缴获的装甲车,亚美尼亚共损失60多套防空系统(包括S⁃300防空系统)、250多辆各种型号的坦克(阿塞拜疆军方仅损失30辆)、24辆装甲车、大约20辆步兵战车、120门牵引火炮和17门自行火炮等。纳卡冲突展现了装甲车、尤其是坦克在面对无人机、尤其是土耳其的高科技TB⁃2攻击型无人机时是多么脆弱。据俄罗斯《星》周报报道,无人机的打击效果优于亚美尼亚军方的地面反坦克武器。阿塞拜疆不是军事大国,但就因为在实战中使用了土耳其产“旗手”无人攻击机以及以色列产“哈罗普”和“空中打击者”巡飞弹,而成功地赢得了冲突。     

基于反步推演法的多机编队队形重构控制

针对多无人机（UAV）集结期望的队形和达到稳态速度缓慢影响作战效率,基于反步推演法设计了一种协同导引控制律,用于解决多无人机快速队形重构和快速达到稳定状态。本文以一架虚拟长机为中心,3架僚机在3个顶点组成的三角形编队作为被控对象,且长机的速度方向作为编队的前行方向,僚机跟随长机编队飞行。采用长机导引机制,建立每架僚机的误差动力学模型;基于图论建立任意两架无人机之间的通讯模式,通过反步推演法得到多无人机编队队形保持的导引控制律。通过构建合理的Lyapunov函数,证明所提出的控制方法在编队集结和队形保持的有效性,同时将所提出的方法与模型预测控制（MPC）方法和拉普拉斯方法进行对比,更进一步验证所提方法有效性。仿真结果表明：每架无人机不仅能够按照期望的队形飞行,而且以动态响应快和稳态误差小收敛于虚拟长机的运动轨迹。     

本刊资讯

2018年航空工业两项成果获国家科学技术进步二等奖1月8日,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。2018年度国家科学技术奖共评选出278个项目和7名科技专家。其中,国家最高科学技术奖2人;国家自然科学奖38项,其中一等奖1项、二等奖37项;国家技术发明奖67项,其中一等奖4项、二等奖63项.     

基于改进滑动窗多项式拟合法的 航空器4D航迹预测

准确的航迹预测是提升无人机飞行防相撞空中威胁态势预警能力的基础,针对入侵机,提出一种改进滑动窗多项式拟合航迹预测方法。主要进行两方面改进:一是对当前值之后的数个未来值预测时,为各个预测值在滑动窗内构建合适的多项式拟合方程;二是依据当前航迹值与此前有限个连续航迹值所反映出的目标运动模式信息,自适应调整拟合多项式阶数与滑动窗长度。结果表明:较之传统滑动窗多项式拟合法,本文方法具有更高的航迹预测精度,能够在一定程度上改善非合作航空器的航迹预测精度,验证了其在航迹预测中的可行性和有效性。     

复合式垂直起降固定翼无人机旋翼和机翼的干扰分析

复合式垂直起降固定翼无人机是一种兼具多旋翼无人机和固定翼无人机性能的复合式无人机,其创新之处在于阐明了旋翼安装位置对无人机整体性能的影响。针对该类无人机旋翼与机翼之间的相互气动作用比较复杂的问题,本文采用实验和流体仿真两种方法对其气动特性进行分析,初步确定了旋翼的安装方式,并结合无人机的平飞状态进一步确定了旋翼的安装距离。实验及数值模拟结果表明,无人机的旋翼安装在机翼下方比安装在机翼上方效率要高,且旋翼与机翼之间的安装距离对旋翼的升力和无人机的平飞续航性能都有一定影响。     

小型无人机自主飞行控制系统的实现

介绍了5kg级小型无人机的结构原理,分析了无人机自主飞行控制系统的结构、功能、特点及控制原理,采用嵌入式系统、GPS、电子罗盘和红外传感器等设计了无人机的飞行姿态控制、导航控制、任务控制系统和弹射与伞降系统。大量飞行实践和比赛飞行表明,这种小型无人机可执行既定任务并具有良好的场地适应性和自主飞行性能。     

无人机飞行控制仿真系统研究

针对某型无人机的研制开发,提出了可行的仿真系统设计方案。首先设计全数字仿真验证飞行控制律的有效性,在此基础上,根据使用条件的差异,设计了两种相互关联的半物理仿真系统,即不带转台的半物理仿真以及带转台的半物理仿真,用来模拟无人机的飞行状况。最后给出了仿真的部分曲线。仿真结果表明,以上这种仿真系统可以对整个无人机飞控系统设计的合理性及有效性进行完备的验证,对同类飞行器仿真系统的研发具有一定的参考价值。