中航工业西安飞行自动控制研究所彭永涛
彭永涛在2015年毕业于航空研究院导航控制与指导专业博士学位,现任中航工业自控所副部长,发表多篇学术论文,荣获多项省部级成果奖。
无人飞行器定义与分类
小于500g的简称微消费型,小于150kg的简称小型无人机,大于150kg的称为中型、大型无人机。
主要针对小型飞行器控制领域的关键技术研究进行汇报。
无人机的自主定义,在操作人员的监管下,能够自动或在程序规定的范围内自治地完成系统功能篮球一种或一系列能力,使得无人系统具有感知、智能、可靠和耐久工作的能力。
对无人机自主的认识:不应视自主为无人机的本质特性,应根据人-系统合作关系需求考虑其设计和使用;自主能够使无人机成为人类真正的协作者;通过鲁棒试验和评估确立人类对于无人机自主的信任。
无人机自主的作用:减轻人类对无人机操纵的工作负担;优化人类在系统中的作用;使人类把注意力放在最需要做决策的事情上。放在民用上,对一些环境数据的分析;在军用上,战场情况分数、情报。
达到的效果是:
提高效率
节约成本
更快决策
无人飞行器控制关键技术,首先对自主等级进行大概分类,从2000年左右,美国空海军实验室最早把无人机的自主等级分为十级,从基础的遥控到后面的全控。在国内从军民两方也对自主等级分类,包括如何定义,进行了大量的研究。分为:人类操纵、人类授权、人类监管,最顶层的是全自主。
对于自主等级,把无人飞行器控制关键技术进行梳理,在单机自动里主要工作是创新方式,在传统PAD基础上做先进的控制算法,在单机自主方面主要是自主感知、自主决策,在多机协同方面主要是面向多机协同与全控技术。
无人飞行器综合控制
背景意义
我们面向新构型无人飞行器,做创新控制方式和先进控制算法,在创新控制方式里分为:基于创新效应面的主动气流控制、推力矢量控制、射流飞行控制。最终目标是验证新构型与新型控制方式无人飞行器在飞行包线内的气动特性。
研究现状1
基于创新效应面的主动气流控制,包括开裂式阻力方向舵,嵌入式阻力方向舵与全动翼尖,前体涡控制面。
研究现状
推力矢量控制,包括:机械式推力矢量、保形推力矢量(激波射流推力矢量、喉道偏斜推力矢量,逆流推力矢量)。
研究现状3
射流飞行控制,区别于传统翼面的控制,采用的是一种主动流控制技术,即在流动环境中通过辅助能量直接注入合适的扰动模式,与系统内在模式相耦合达到控制目的。方式:推进系统引出气体;空气压缩机喷气。应用方面,英国恶魔无人机在2012年试飞成功,特征是无常规机械舵面,三轴均由射流控制,射流气体源于发动机引气,在空中完成30分钟试飞,整个过程平稳顺畅。