空基回收拖曳系统直线-盘旋转接段运动轨迹设计

作者：陈海通; 苏子康; 李春涛; 李雪兵; 孟冲; 张朋

来源：北京航空航天大学学报, 2022, 1-16.

DOI：10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0692

• 空基回收
• 无人机
• 运动轨迹设计
• 微分平坦
• 过渡飞行

针对气流扰动下空基回收拖曳系统在直线-盘旋转接段飞行过程中的拖曳浮标稳定问题，提出一种基于微分平坦理论的拖曳系统转接段运动轨迹设计方法，通过设计母机运动轨迹间接地控制拖曳浮标沿着预设的转接轨迹安全、平稳、精准的转接飞行。首先，采用质点-弹簧离散缆绳模型构建母机-缆绳-浮标组合体多体动力学模型；其次，在证明拖曳系统具备微分平坦特性的基础上，以拖曳浮标三轴位置为平坦输出，提出基于微分平坦理论的拖曳系统运动轨迹设计方法，以期浮标沿着预设安全转接段轨迹飞行；随后，结合拖曳浮标直线飞行状态与盘旋飞行状态设计拖曳浮标转接段飞行轨迹。最后，通过平静大气、多种常值风以及阵风气流扰动场景下的仿真算例结果表明，所提方法能够实现拖曳浮标在直线-盘旋转接段的稳定飞行。

• 单位
  自动化学院; 南京航空航天大学