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基于无人机的飞推综合控制研究

作　者: 周小平
导　师: 朱金陵
学　校: 西南交通大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 无人机模型发动机模型飞/推综合控制航迹优化遗传算法
分类号: V249.122
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

飞/推综合控制(IFPC)是指综合考虑飞行器和推进系统的控制技术,它代表未来先进飞机和发动机控制技术的发展趋势。本文配合无人机设计需要,围绕飞/推综合控制这一主题,重点开展了无人机的航迹优化。本文首先对无人机进行了飞行力学的建模,将飞机的运动抽象为6自由度刚体运动的12阶微分方程。然后按发动机部件顺序,从前向后逐一建立气体流动方程、热力方程,最后由发动机共同工作条件,得到双轴涡喷发动机部件级非线性模型。本文建立了无人机及涡喷发动机数学模型,结合飞/推综合优化控制思想,利用遗传算法(GA)进行无人机的航迹优化仿真,主要目的是改变以往无人机巡航速度和高度不变的规划路线,通过基于飞推一体化的航迹优化,选择合适的巡航高度和速度,控制耗油率,可以保证航程最远。仿真计算结果表明优化过程具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-12
  1.1 课题研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10
  1.3 论文主要内容  10-12
第二章无人机数学模型  12-20
  2.1 无人机空间运动的表示  12-15
    2.1.1 相关假设  12
    2.1.2 常用坐标系  12-14
    2.1.3 无人机的运动参数  14-15
    2.1.4 控制量与被控制量  15
  2.2 大气模型和气动模型  15-16
  2.3 无人机六自由度运动方程式  16-18
  2.4 无人机数学模型的配平  18-20
第三章涡喷发动机数学模型  20-35
  3.1 发动机数学模型概述  20-21
  3.2 涡喷发动机的结构  21
  3.4 发动机数学模型的建立  21-31
    3.4.1 部件计算  22-29
    3.4.2 涡喷发动机平衡方程  29-31
    3.4.3 发动机性能参数计算  31
  3.5 平衡方程组求解  31-35
第四章无人机飞推综合控制研究  35-49
  4.1 飞机/推进系统一体化模型  35
  4.2 飞/推综合优化控制模式思想  35-37
    4.2.1 巡航最低油耗模式  36
    4.2.2 不加力最大推力模式  36-37
  4.3 无人机基于飞推一体化航迹优化  37-49
    4.3.1 无人机的任务  37-38
    4.3.2 问题的提出和算法选取  38-40
    4.3.3 遗传算法原理  40-42
    4.3.4 用遗传算法进行性能和航迹优化  42-46
    4.3.5 计算和仿真结果  46-49
结论  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-56
攻读硕士学位期间发表的论文  56

基于无人机的飞推综合控制研究

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