第3期 秦世引，等：小型无人机编队飞行的控制律设计与仿真 .219. 队在平直和轻度机动下进行飞行的情况，而且没有 3)无人机绕质心转动的运动学模型为 考虑队形变换等复杂的编队形式.在飞行试验中往 do =p+(rcoso gsin)tan 0, 往要求无人机编队在某一可视范围内飞行，这就要 di 求无人机编队必须进行必要的机动飞行，并能根据 do dt gcos o-rsin (3) 不同的任务要求，变换不同的队形.本文针对一种小 业= cos): 1 型无人机模型在大机动飞行情况下，实现三机编队 d 的队形保持和3种队形变换的目标要求，设计了僚 4)无人机质心移动的运动学模型为 机编队控制律.仿真结果证实了其可行性和有效性 d￥=Vcos yco8X, 1小型无人机模型 d (4) 采用的小型无人机的实物照片如图1所示，该 dy=Vcos ysinx, dt 无人机采用“V'型尾翼，兼有水平尾翼和垂直尾翼 dz dt Vsin y. 的功能.·V'型尾翼的两侧舵面偏转方向相同时，具 利用水平无侧滑飞行条件P=B=u=0和p= 有升降舵的作用，反之具有方向舵的作用。 r=0,可将运动学方程（模型）解耦为不依赖于纵向 状态量(V,α，9,0)的横侧向运动方程为 mVB =Y-mV(-psin a rcos a), =p+(rcos gsin )tan0, =rcosp gsinp c080 (5) 图1小型无人机实物照 Ip Ms, Fig.1 Profile of the small UAV Li=M.. 根据经典飞行控制理论，可建立小型无人机的 而相应的纵向运动方程为 12阶微分方程模型，其中包括动力学模型和运动学 my Tcos a-D-mgsiny, 模型0川，如式(1)~(4)所示.其中，各个符号所对 mVy Tsin a +L-mgcosy, 应的物理意义如表1所述. (6) a=q-y, 1)无人机绕质心转动的动力学模型为 I9=M, =2M--4)1. 表1参数符号说明 dt Table 1 A list of parameter symbols 8是=2M,-u-4m, di (1) 参数名称 符号 参数名称 符号 =--4)m1: 滚转角速度 滚转角 俯仰角速度 9 俯仰角 8 2)无人机质心移动的动力学模型为 偏航角速度 偏航角 必 Too(ar)onB- 阻力 D 滚转力矩 侧力 俯仰力矩 M, D-mgsin y], 升力 偏航力矩 M dX=1{亿in4+co8h+ 推力 T 无人机速度 dt mVcos y X轴距离 X轴速度分量 v T[sin(a+r)sinu- (2) Y轴距离 Y轴速度分量 cos(a +r)sin Bcosu], Z轴距离 Z轴速度分量 y cor)sin pin 前向距离期望 前向距离误差 f 侧向距离期望 侧向距离误差 sin(a +r)cosu]Lcosu- 垂直距离期望 he 垂直距离误差 Ysinu mgcos y;