● 摘要
随着无人机技术的不断发展，无人机的控制方式由手动操纵逐渐向全自主控制方向发展，全自主飞行无人机成为当今世界各国发展的主流。对于整个飞行过程，无人机在起降阶段中飞行状态改变最大、复杂程度最高、风险程度最高。因此设计稳定、精确、安全的自主起落控制是决定无人机自主飞行的关键，具有重要意义。
安全滑跑是自主起降的基础，对于前三点式起降的无人机来说，滑跑段是事故高发段，极易出现航向失控或侧翻等危险情况。本文着重针对无人机滑跑侧翻问题进行建模，根据侧翻轴力矩平衡方程解算出防止侧翻的安全边界，并在前轮接收指令端加入侧翻保护系统。设计带有侧翻保护功能的滑跑航向控制律，确保无人机稳定精确的滑跑航向，同时有效地抑制侧翻事故的发生。
以双尾撑无人机为研究对象，提出自主起飞和自主着陆的功能需求与控制模式，并对各功能控制律进行设计与仿真。构建自主起飞和自主着陆任务管理，以实际试飞数据验证设计方法和控制逻辑的可行性。
以BWB无人机为研究基础，着重分析无尾无人机的起降特性，尤其是近地段的“沉降”问题。通过对BWB无人机的建模仿真，提出腹板技术在无人机起降阶段的具体使用方案，并选取最优起降策略。同时，对无尾无人机的起降过程进行危险情况辨识，提出安全性建议。基于实际试飞数据，验证了腹板使用策略能够改善无尾无人机的起降特性，可以有效缓解其近地段的沉降现象，提高了无尾无人机的安全性。