[發明專利]無人艦載直升機自主下降著艦的控制方法

在審

• 申請號: 201510707568.1
• 申請日: 2015-10-27
• 公開（公告）號: CN105302126A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 袁鎖中;戴文正;周鑫;張進;龔全銓
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/00
• 分類號: G05D1/00;G05D1/04;G05D1/10;G05B13/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;吳庭祥

技術領域

本發明涉及一種無人艦載飛機著艦控制方法，具體講是一種無人艦載直升機自主下降著艦的控制方法，屬于飛行引導和控制領域。

背景技術

無人艦載直升機自主著艦是一項艱巨而復雜的過程，由于受海上風浪的影響，艦船在海上航行時會產生六個自由度的甲板運動，即包括沿三個坐標軸的直線運動：縱蕩、橫蕩、升沉(垂蕩)和繞三個坐標軸的旋轉運動：俯仰(縱搖)、橫滾(橫搖)和偏航(艏搖)，并且存在陣風干擾和地面效應的影響，使得無人艦載直升機成功著艦十分困難。

無人艦載直升機成功自主著艦需要滿足如下要求：必須在規定的著艦平臺上觸艦；著艦時刻的相對垂直速度必須小到足以避免對飛機及艦船的危害；觸艦時艦船的橫滾角必須盡量小以避免事故。各種數據表明，影響著艦的甲板運動主要是艦船滾轉與沉浮運動，因此對預測滾轉與沉浮運動引起人們的重視。

對甲板橫滾運動數據分析表明，它具有相對光滑的正弦特性，近似于帶阻尼的二階模型。而沉浮運動不近似于正弦特性，不易掌握。假如無人艦載直升機能足夠精確地跟蹤艦船的垂直沉浮運動，那么就無需沉浮運動預估器，只要系統有足夠的帶寬，對甲板沉浮運動的跟蹤是可實現的。現有技術中，無法對艦船的甲板運動進行準確地預估，進而無法控制無人艦載直升機沿著指定的速度在預估的時間點自主安全著艦。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術缺陷，提供一種可以準確地控制無人艦載直升機自主下降著艦的方法，以提高無人艦載直升機著艦速度和安全系數。

為了解決上述技術問題，本發明提供的無人艦載直升機自主下降著艦的控制方法，其特征在于包括如下步驟：

1)、持續測得艦船甲板著艦點的橫滾運動信號和沉浮運動信息；

2)、艦船上的甲板橫滾預估器根據步驟1)測得的橫滾運動信號和沉浮運動信息預估未來某時刻甲板的橫滾角，以確定無人艦載直升機下降時間；

3)、艦船將著艦點的沉浮運動信息和預估到的甲板橫滾角信息，發送給無人艦載直升機,無人艦載直升機的下降制導系統設計控制律控制無人艦載直升機的下降速度，以控制無人艦載直升機在預估的甲板橫滾運動最小狀態下著艦；

4)、將步驟3)控制律輸入到無人艦載直升機的飛控系統中執行，控制無人艦載直升機按下降速率指令下降著艦。

本發明中，所述步驟2)中，艦上甲板橫滾預估器對甲板橫滾角的預估是基于改進AR模型來設計：

y(t)＝A(q^-1)y(t)+B(q^-1)u(t)+e(t)

A(q-1)=Σi=1ma(m,i)q-i,m∈N]]>