基于精密进场雷达引导的无人机着陆过程仿真

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自动或自主着陆是无人机未来发展的重要方向,而精密进场雷达引导无人机着陆是实现自动或自主着陆的主要方式之一。本文以实现精密进场雷达引导无人机自主着陆为目标,在建立各系统数学模型的基础上,设计了飞行控制率,基于MATLAB/SIMULINK平台设计实现了仿真系统,并对引导数据跳点等问题进行了仿真分析,具体内容包括:首先,设计了无人机着陆过程仿真模型的总体结构,然后分别对各个模块进行分析。无人机六自由度模型、力和力矩计算模型等选用SIMULINK中的航空模块(Aerospace Blockset)直接进行建模。其次,建立了无人机的数学模型,通过无人机数学模型深入研究其运动和操纵特性,并根据小扰动线性化原理对无人机的空间状态运动方程进行线性化分组,为无人机着陆控制律的设计奠定基础。随后,根据无人机着陆过程中不同阶段的运动特性和控制需求,将无人机着陆过程的控制策略按照纵向和横侧向来设计,在此基础上完成了高度控制律、下滑轨迹跟踪控制律、俯仰角稳定与控制回路控制律、自动拉平控制律等纵向控制律的设计;同时完成了航向控制律、滚转角控制律等横侧向控制律的设计;并运用某型无人机纵向和横侧向运动的线性模型分别对这些控制律进行仿真验证。在SIMULINK环境下建立总体仿真系统,实现了无人机着陆过程的仿真。并根据仿真结果分析了无人机着陆过程中运动参数的变化特性。最后,针对精密进场雷达引导数据跳点问题进行了仿真,分析了跳点对无人机着陆过程的影响,并给出解决方法,最后对该解决方法进行仿真验证。
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