● 摘要
随着现代军事技术的飞速发展，单一武器的性能越来越不能满足当前日益复杂的战场环境和军事需求，世界军事强国对于编队协同控制技术的研究给予了高度的重视和投入。而无人飞行器协同飞行控制技术又是其中的难点与热点，有着很重要的军事价值与民用价值。为了有效设计并验证多无人飞行器的协同飞行控制技术，本文将基于实际的飞行器模型，在完成以往单一飞行器飞行控制规律的设计基础上，进一步设计多无人机的编队协同飞行控制规律，并对协同飞行控制规律进行数字仿真验证与初步的半实物仿真验证。具体包括以下内容：1、基于某型无人飞行器的实际风洞数据，完成无人飞行器的动力学与运动学建模，进行相应的俯仰通道与横侧向通道解耦与线性化，并利用面向实际工程的随机鲁棒分析与设计方法（SRAD）与LQR方法结合设计优化飞行控制规律，并进行相应的单机飞行控制规律的鲁棒性验证。2、在单机非线性运动方程的基础上，建立编队队列中相邻两机之间的空间相对运动方程与编队飞行系统在三维空间的编队模型。再根据编队飞行的特点，设计了一种基于长机-僚机模式的PID编队协同控制方法。并利用VC与MATLAB设计搭建了一个数字仿真平台，针对于不同编队队形，对无人机协同飞行控制规律进行有效的数字仿真验证。3、初步搭建了以计算机、电台与转台为基础的半实物仿真验证系统，建立了以时分多址数据传输协议为基础的无线自组网络，并对数据传输中的延迟与丢包问题进行了分析，对于无人机协同飞行控制规律进行了有效的半实物仿真验证，为以后进一步无人机试飞打下基础。