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题目:有风情况下无人机飞行航路点导航研究

关键词:无人机,航路点导航,导航模式,Flightgear模拟,阵风

  摘要


一个无人机在自主飞行时主要有三种类型的算法。分别是导航模块,控制程序和导航路径。本研究的范围仅限于导航模块,其中包括路径规划,路径管理器和路径跟随。本文的目的是研制一个可以供小型无人机离线运行的算法,算法中包括的由大地纬度、经度和高度形成的轨迹。一旦算法完成,路径数据将被存储和保留在飞行计算机中。航点为飞机的所有阶段的飞行产生的。这包括在这些阶段起飞,爬升,巡航飞行或飞行,加速,减速飞行,降落和飞机转弯。除此之外,风的影响往往被忽视,但他对导航算法相当的非线性效应和强烈影响着小型无人机的空间方向和速率。因此,风的作用通过使用风模型如Dryden模型,Von Karman模型等在Matlab中进行Simulink研究。

航途基准点导航主要有两种算法,大圈引导和恒向线引导。本文比较分析了两种类型的引导,并且采用恒向线方式。利用恒向线方向和导航模型,自主飞行(假设环境条件)的预编程软件将计算的关键点是提供作为控制算法的一个集合点。这将驻留在内存中,并被无人机遵循。所以基于航路点转向路径规划算法是用来产生航点的。当这是完成时,Matlab的Simulink程序接口与Flightgear飞行仿真模拟器测试无人机闭环性能。为确定干扰/阵风存在这些算法的有效性进行模拟;因此,包括风的存在的一个真实的生活场景也将被模拟。

一旦从FlightGear模拟授权制导算法是无错误的,这些算法可以让一个小的无人机能够从已知位置的实际实施自主起飞和着陆飞行。