论文部分内容阅读
微小型飞行器在军事和民用领域日益受到重视,具有广阔的应用前景。微小型飞行器在复杂环境中的自主导航技术是其能够实际应用的关键技术之一。论文针对微小型飞行器自主导航的需求,研究了微小型飞行器复杂环境下的航迹规划和航迹跟踪控制。
针对微小型飞行器在复杂环境下的航迹规划,论文分析了微小型飞行器的机动特性,研究了微小型飞行器航迹规划的约束条件,并采用蚁群算法进行微小型飞行器的航迹规划。针对基本蚁群算法存在收敛速度慢和局部最优解等缺点,论文对航迹规划蚁群算法信息度挥发因子和蚂蚁选择下一个可行节点的概率方法进行了改进,改进后的算法加快了复杂环境下微小型飞行器航迹规划的收敛速度,提高了全局搜索能力。
研究了微小型飞行器在飞行过程中机体的受力情况,建立了微小型飞行器非线性数学模型,并将其线性化;研究了根据微小型飞行器特点的导航控制方法,仿真表明本文设计的导航控制策略适合应用于微小型飞行器的自主导航。
微小型飞行器尺寸小,控制难度大,传统PID控制方法不能满足飞行器自主控制要求。论文设计了基于智能PID控制的微小型飞行器飞行控制算法,实现了微小型飞行器的航迹进行跟踪控制。通过对姿态控制系统智能PID控制器的仿真验证,结果表明该算法能够满足飞行器的飞行控制需要,保证了姿态、高度以及航迹控制系统的稳定性。
以X-Plane软件的飞机模型作为被控对象,设计了基于局域网的微小型飞行器自主飞行系统,建立了微小型飞行器的自主导航与航迹一体化仿真平台。利用仿真平台对航迹跟踪控制系统的性能进行了验证,结果表明本论文设计的系统控制稳定,鲁棒性强,具有较高的理论和实际参考价值。