基于无人机的飞推综合控制研究

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。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文主要内容

第二章无人机数学模型

2.1无人机空间运动的表示

2.1.1相关假设

2.1.2常用坐标系

2.1.3无人机的运动参数

2.1.4控制量与被控制量

2.2大气模型和气动模型

2.3无人机六自由度运动方程式

2.4无人机数学模型的配平

第三章 涡喷发动机数学模型

3.1发动机数学模型概述

3.2涡喷发动机的结构

3.4发动机数学模型的建立

3.4.1部件计算

3.4.2涡喷发动机平衡方程

3.4.3发动机性能参数计算

3.5平衡方程组求解

第四章 无人机飞推综合控制研究

4.1飞机／推进系统一体化模型

4.2飞／推综合优化控制模式思想

4.2.1巡航最低油耗模式

4.2.2不加力最大推力模式

4.3无人机基于飞推一体化航迹优化

4.3.1无人机的任务

4.3.2问题的提出和算法选取

4.3.3遗传算法原理

4.3.4用遗传算法进行性能和航迹优化

4.3.5计算和仿真结果

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文