中航工業(yè)西安飛行自動控制研究所彭永濤
彭永濤在2015年畢業(yè)于航空研究院導(dǎo)航控制與指導(dǎo)專業(yè)博士學(xué)位,現(xiàn)任中航工業(yè)自控所副部長,發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文,榮獲多項省部級成果獎。
無人飛行器定義與分類
小于500g的簡稱微消費型,小于150kg的簡稱小型無人機(jī),大于150kg的稱為中型、大型無人機(jī)。
主要針對小型飛行器控制領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)行匯報。
無人機(jī)的自主定義,在操作人員的監(jiān)管下,能夠自動或在程序規(guī)定的范圍內(nèi)自治地完成系統(tǒng)功能籃球一種或一系列能力,使得無人系統(tǒng)具有感知、智能、可靠和耐久工作的能力。
對無人機(jī)自主的認(rèn)識:不應(yīng)視自主為無人機(jī)的本質(zhì)特性,應(yīng)根據(jù)人-系統(tǒng)合作關(guān)系需求考慮其設(shè)計和使用;自主能夠使無人機(jī)成為人類真正的協(xié)作者;通過魯棒試驗和評估確立人類對于無人機(jī)自主的信任。
無人機(jī)自主的作用:減輕人類對無人機(jī)操縱的工作負(fù)擔(dān);優(yōu)化人類在系統(tǒng)中的作用;使人類把注意力放在最需要做決策的事情上。放在民用上,對一些環(huán)境數(shù)據(jù)的分析;在軍用上,戰(zhàn)場情況分?jǐn)?shù)、情報。
達(dá)到的效果是:
提高效率
節(jié)約成本
更快決策
無人飛行器控制關(guān)鍵技術(shù),首先對自主等級進(jìn)行大概分類,從2000年左右,美國空海軍實驗室最早把無人機(jī)的自主等級分為十級,從基礎(chǔ)的遙控到后面的全控。在國內(nèi)從軍民兩方也對自主等級分類,包括如何定義,進(jìn)行了大量的研究。分為:人類操縱、人類授權(quán)、人類監(jiān)管,最頂層的是全自主。
對于自主等級,把無人飛行器控制關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行梳理,在單機(jī)自動里主要工作是創(chuàng)新方式,在傳統(tǒng)PAD基礎(chǔ)上做先進(jìn)的控制算法,在單機(jī)自主方面主要是自主感知、自主決策,在多機(jī)協(xié)同方面主要是面向多機(jī)協(xié)同與全控技術(shù)。
無人飛行器綜合控制
背景意義
我們面向新構(gòu)型無人飛行器,做創(chuàng)新控制方式和先進(jìn)控制算法,在創(chuàng)新控制方式里分為:基于創(chuàng)新效應(yīng)面的主動氣流控制、推力矢量控制、射流飛行控制。最終目標(biāo)是驗證新構(gòu)型與新型控制方式無人飛行器在飛行包線內(nèi)的氣動特性。
研究現(xiàn)狀1
基于創(chuàng)新效應(yīng)面的主動氣流控制,包括開裂式阻力方向舵,嵌入式阻力方向舵與全動翼尖,前體渦控制面。
研究現(xiàn)狀
推力矢量控制,包括:機(jī)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)。
研究現(xiàn)狀3
射流飛行控制,區(qū)別于傳統(tǒng)翼面的控制,采用的是一種主動流控制技術(shù),即在流動環(huán)境中通過輔助能量直接注入合適的擾動模式,與系統(tǒng)內(nèi)在模式相耦合達(dá)到控制目的。方式:推進(jìn)系統(tǒng)引出氣體;空氣壓縮機(jī)噴氣。應(yīng)用方面,英國惡魔無人機(jī)在2012年試飛成功,特征是無常規(guī)機(jī)械舵面,三軸均由射流控制,射流氣體源于發(fā)動機(jī)引氣,在空中完成30分鐘試飛,整個過程平穩(wěn)順暢。