2016UAS作為我國無人機(jī)領(lǐng)域內(nèi)規(guī)模最大，學(xué)術(shù)水平最高，參與人數(shù)最多的無人機(jī)盛會，雖然已經(jīng)結(jié)束，但很多沒能前往現(xiàn)場的無人機(jī)愛好者都希望獲得這次展會的更多信息。 今天為您奉上中航工業(yè)西安飛行自動控制研究所彭永濤的發(fā)言。該發(fā)言為2016UAS大會現(xiàn)場速記資料，未經(jīng)本人核對審核。



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(xiàng)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(fèi)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(bào)。


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(jì)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(yàn)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(bào)。


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(shí)驗(yàn)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)。

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(yàn)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(gè)過程平穩(wěn)順暢。