无人机硬式空中加油风场信息提取及伸缩管控制方法研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61473229
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:83.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0302.控制系统与应用
- 结题年份:2018
- 批准年份:2014
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2015-01-01 至2018-12-31
- 项目参与者:闫建国; 席庆彪; 朱旭; 孙辉; 吴骥志; 周迎; 张政; 赵创新;
- 关键词:
项目摘要
Nowadays, the control technology of boom refueling for UAVs flying under the complex wind field is an important research topic.This project focuses on how to obtain wind field information effectively, and how to control the refueling boom to align to the UAV and to alleviate the boom load automaticlly or other relevent issues when the refueling boom is working under the meteorological wind field and tanker's tail vortex flow. Firstly, considering the wind affecting on the refueling boom, an optimal estimation method of the wind information is investagted which is studied based on the fusion of the information from the differrent wind field model and the online estimation through the UAV. Secondly, for the extreme coupling problem of the boom movement in wind field, a modeling method of the refueling boom system is studied through building a complete three-vehicle coupling dynamics model in the case of wind disturbance. Then, aiming at the elastic deformation and the fluttering of the boom in wind field during the flight, the control method is investigated to restrain the phenomenon based on the fusion and ferdrated filtering of the the signals from the defferent attitude sensors. Finally, an automatic control algorithm which has a certain ability to resist wind noise is proposed to alleviate the contact load between the nozzle on the boom and the refuleing receptacle on the UAV when in-refueling flight. Altogether, the objective of the project aims at providing theoretical guidance for the boom refueling technology in the future.
复杂风场环境下的无人机硬式空中加油技术是目前无人机领域中一项重要研究课题。本项目针对无人机加油时伸缩管在受气象风场及加油机尾涡气流影响的情况下,如何有效地进行风场信息提取、自动对准控制与自动卸荷控制等问题提出深入研究。针对无人机加油过程中,伸缩管受到风场干扰,通过建立不同类型的风场模型以及风场在线估计技术,研究基于风场模型与无人机风场在线估计的联合估风最优融合方法;针对风场环境下加油伸缩管模型强耦合问题,通过建立完整加油系统的三机耦合风扰动力学模型,研究一种加油伸缩管的系统建模方法;针对风场环境下伸缩管弹性形变与颤振现象,通过对多点布局姿态传感器测量信号进行融合滤波,研究抑制加油管弹性形变时自动对准姿态控制策略;针对无人机加油对接时存在一定的接触应力,研究一套具有一定抗风干扰能力的自动卸荷控制算法。旨在通过本项目的研究,为硬式空中加油技术研究工作提供理论指导。
结项摘要
复杂风场环境下的无人机硬式空中加油技术是目前无人机领域中一项重要研究课题。然而,硬式空中加油技术作为一项较新且复杂的研究方向,由于缺乏相关资料,现有文献对其复杂风场环境下伸缩管的控制问题的研究比较有限。本项目针对硬式空中加油过程中的风场信息提取和伸缩管的控制问题分别从以下四个方面展开了一系列研究,并取得了预期的研究成果。针对无人机加油过程中伸缩管受到的风场干扰,通过建立不同类型的风场模型以及风场在线估计技术,研究了基于风场模型与无人机风场在线估计的联合估风最优融合方法,并搭建了风场测量试验平台;针对风场环境下加油伸缩管模型强耦合问题,研究了伸缩管的系统建模方法,并拓展研究了硬式加油地面试验平台的控制问题;针对风场环境下伸缩管弹性形变与自动对准,通过建立伸缩管弹性运动模型并进行模态分析,研究抑制伸缩管弹性形变抑制策略,同时对会合过程和对准过程中加油机和受油机的运动控制关系设计了相应的控制方案;针对无人机加油对接时存在一定的接触应力,研究一套具有一定抗风干扰能力的自动卸控制算法。旨在通过本项目的研究,为硬式空中加油技术研究工作提供理论指导。
项目成果
期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(21)
专利数量(4)
Sensor fault-tolerant observer applied in UAV anti-skid braking control under control input constraint
传感器容错观测器在控制输入约束下无人机防滑制动控制中的应用
- DOI:10.21629/jsee.2017.01.14
- 发表时间:2017-02-01
- 期刊:JOURNAL OF SYSTEMS ENGINEERING AND ELECTRONICS
- 影响因子:2.1
- 作者:Sun, Hui;Yan, Jianguo;Ren, Jie
- 通讯作者:Ren, Jie
Cooperative geometric localization for a ground target based on the relative distances by multiple UAVs
基于多无人机相对距离的地面目标协同几何定位
- DOI:10.1007/s11432-018-9579-3
- 发表时间:2019-01-01
- 期刊:SCIENCE CHINA-INFORMATION SCIENCES
- 影响因子:8.8
- 作者:Qu, Yaohong;Zhang, Feng;Xiao, Bing
- 通讯作者:Xiao, Bing
Three-dimensional formation keeping of multi-UAV based on consensus
基于共识的多无人机三维编队保持
- DOI:10.1007/s11771-017-3543-4
- 发表时间:2017-07
- 期刊:Journal of Central South University
- 影响因子:4.4
- 作者:Zhu Xu;Zhang Xun-xun;Yan Mao-de;Qu Yao-hong
- 通讯作者:Qu Yao-hong
Safe control of trailing UAV in close formation flight against actuator fault and wake vortex effect
近距离编队飞行中尾随无人机的安全控制,防止执行器故障和尾流涡效应
- DOI:10.1016/j.ast.2018.01.028
- 发表时间:2018-06
- 期刊:Aerospace Science and Technology
- 影响因子:5.6
- 作者:Ziquan Yu;Yaohong Qu;Youmin Zhang
- 通讯作者:Youmin Zhang
采用终端滑模观测器的飞机防滑刹车系统执行机构故障重构
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:西北工业大学学报
- 影响因子:--
- 作者:孙辉;闫建国;屈耀红;张赞;任杰
- 通讯作者:任杰
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