廖小麗

摘要：無(wú)人機(jī)在飛行的過(guò)程中借助空氣產(chǎn)生了自主上升的條件，飛行控制中預(yù)先編好了飛行控制的程序，地面操作人員在遠(yuǎn)程控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)的飛行操作。無(wú)人機(jī)飛行控制技術(shù)為核心的操作技術(shù)，隨著無(wú)人機(jī)的價(jià)值越來(lái)越高，飛無(wú)人機(jī)飛行控制技術(shù)也面臨著一系列的挑戰(zhàn)，無(wú)人機(jī)中一定要保證飛行控制技術(shù)可以滿足實(shí)際的需求，以此來(lái)完善無(wú)人機(jī)飛行控制的過(guò)程?；诖?，對(duì)無(wú)人機(jī)飛行控制技術(shù)進(jìn)行研究，僅供參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);飛行;控制技術(shù)

引言

無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)在我國(guó)具有非常關(guān)闊的發(fā)展前景，其可以廣泛的應(yīng)用于軍事、生產(chǎn)及生活的各個(gè)方面，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，針對(duì)無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)的探索也在不斷攻堅(jiān)克難，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用大大提升了無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)的水平，將我國(guó)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的建設(shè)帶入了更為先進(jìn)和智能化的領(lǐng)域，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)仍將致力于對(duì)無(wú)人機(jī)自主控制關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)自主控制在各個(gè)領(lǐng)域的有效應(yīng)用。

1無(wú)人機(jī)飛行控制分析

無(wú)人機(jī)為一種無(wú)人駕駛的飛行器，飛行期間無(wú)載人行為。無(wú)人機(jī)飛行控制需要依靠計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及控制終端完成，飛行控制期間涉及到大量的運(yùn)行程序、無(wú)人機(jī)飛行控制可以分成主體、終端系統(tǒng)和負(fù)荷三個(gè)模塊，現(xiàn)階段的無(wú)人機(jī)主要運(yùn)用在軍事、民用兩個(gè)方面，無(wú)人機(jī)飛行控制的能力強(qiáng)，無(wú)人機(jī)可以在高效的狀態(tài)下完成指定任務(wù)，而且其可勝任困難的任務(wù)。飛行控制促使無(wú)人機(jī)可以深入到多種環(huán)境中作業(yè)，無(wú)人機(jī)作業(yè)中不會(huì)出現(xiàn)人員傷亡，是無(wú)人機(jī)飛行控制的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。

2無(wú)人機(jī)自主控制的關(guān)鍵技術(shù)需求

無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)借助科技的發(fā)展與信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)水平的創(chuàng)新和突破，目前我國(guó)在無(wú)人機(jī)自主控制關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展上需要存在以下需求：首先，針對(duì)無(wú)人機(jī)全面環(huán)境感知能力的技術(shù)研究，環(huán)境感知能力的技術(shù)發(fā)展是無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)環(huán)境感知技術(shù)，可以幫助無(wú)人機(jī)自主控制系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別操作中的一系列干擾，實(shí)現(xiàn)智能化的無(wú)人駕駛。其次，針對(duì)無(wú)人機(jī)自主導(dǎo)航和規(guī)劃的技術(shù)研究，無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)的發(fā)展需要依托強(qiáng)大的自主導(dǎo)航和規(guī)劃系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的導(dǎo)航定位和路徑規(guī)劃，從而確保自主控制操作中的最優(yōu)化路徑選擇和排除周邊干擾，提升無(wú)人機(jī)自主控制系統(tǒng)的靈活性和準(zhǔn)確性，提升自主規(guī)劃路徑的能力，實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人控制、自主操作。再次，針對(duì)無(wú)人機(jī)協(xié)同工作技術(shù)的研究，無(wú)人機(jī)自主控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，就對(duì)無(wú)人機(jī)的跨平臺(tái)工作能力提出了較高的要求，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)需要能夠與各個(gè)平臺(tái)建立有效的協(xié)同和聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和技術(shù)的支持，并實(shí)現(xiàn)良好的操作應(yīng)用。

3無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主控制的關(guān)鍵技術(shù)

3.1無(wú)人機(jī)容錯(cuò)控制方法與技術(shù)

容錯(cuò)控制技術(shù)最初的發(fā)展動(dòng)力源自航空航天領(lǐng)域，美國(guó)空軍在20世紀(jì)80年代提出了“自修復(fù)飛行控制系統(tǒng)”等概念，以保證飛行器在故障情況下能安全著陸.容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)一般可分為被動(dòng)容錯(cuò)方法和主動(dòng)容錯(cuò)方法.前者的思路是在設(shè)計(jì)之初就考慮各種可能發(fā)生的故障，對(duì)于每一類(lèi)故障求得一組可行解，最后綜合各組可行解找到一個(gè)共同解.主動(dòng)容錯(cuò)控制器通常由故障診斷和重構(gòu)控制器構(gòu)成：主動(dòng)容錯(cuò)控制器通過(guò)診斷模塊獲取故障信息后，進(jìn)行控制重構(gòu)求得針對(duì)該類(lèi)故障的最優(yōu)解，并替換標(biāo)稱(chēng)控制器.與被動(dòng)容錯(cuò)設(shè)計(jì)方法相比，主動(dòng)容錯(cuò)設(shè)計(jì)具有更小的保守性、更強(qiáng)的針對(duì)性和更好的性能.

3.2遠(yuǎn)程通信技術(shù)

遠(yuǎn)程通信技術(shù)是無(wú)人機(jī)自主控制系統(tǒng)能夠獲取飛行指令、分解飛行任務(wù)，并實(shí)時(shí)與地面站進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和指令發(fā)送的技術(shù)基礎(chǔ)。隨著我國(guó)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)將不斷加快在數(shù)字微波通信和衛(wèi)星通信方面的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，以更好的滿足無(wú)人機(jī)與地面站進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)傳輸與共享要求，提升通信網(wǎng)絡(luò)與信號(hào)的穩(wěn)定性，更好的強(qiáng)化對(duì)無(wú)人機(jī)自主控制系統(tǒng)的管理。

3.3核心控制技術(shù)

無(wú)人機(jī)飛行控制的核心技術(shù)中，首先是規(guī)劃飛行航線，同時(shí)控制好飛行的過(guò)程，無(wú)人機(jī)起飛以前，核心控制技術(shù)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)作業(yè)目標(biāo)設(shè)計(jì)出航線以及飛行軌跡，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)隨時(shí)跟蹤無(wú)人機(jī)的飛行過(guò)程，監(jiān)控并觀察無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)，保障無(wú)人機(jī)的飛行符合前期規(guī)劃好的航線及軌跡，防止無(wú)人機(jī)有偏航的情況，確保無(wú)人機(jī)能夠保質(zhì)保量的完成任務(wù)。無(wú)人機(jī)在飛行的過(guò)程中如果有偏航的問(wèn)題，這時(shí)無(wú)人機(jī)中的核心控制技術(shù)就能糾正航線，完成航線的導(dǎo)正工作，再次準(zhǔn)確的控制無(wú)人機(jī)的飛行。然后是無(wú)人機(jī)核心控制技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，無(wú)人機(jī)飛行的過(guò)程中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)信息，地面的核心控制系統(tǒng)會(huì)在無(wú)線傳輸?shù)臈l件下收集無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)信息，這個(gè)過(guò)程就完成了無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集的工作。核心控制技術(shù)中采集無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)信息，后期再把數(shù)據(jù)應(yīng)用到無(wú)人機(jī)飛行控制技術(shù)的研究中。最后是無(wú)人機(jī)飛行控制技術(shù)中的故障處理技術(shù)，無(wú)人機(jī)在飛行期間面臨著突發(fā)性的故障，也就是無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)期間遇到故障，這時(shí)飛行控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)處理無(wú)人機(jī)中的故障，快速的處理好無(wú)人機(jī)的故障，保證無(wú)人機(jī)可恢復(fù)正常的狀態(tài)。

3.4傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是幫助無(wú)人機(jī)自主控制系統(tǒng)更好的感知外界環(huán)境，進(jìn)行自主導(dǎo)航和路徑規(guī)劃，排除環(huán)境干擾，完成飛行指令的關(guān)鍵技術(shù)，目前我國(guó)的無(wú)人機(jī)傳感技術(shù)還處于比較初級(jí)的階段，還需通過(guò)技術(shù)的不斷突破實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)、快速和科學(xué)的感知，并實(shí)現(xiàn)在軍事中的有效應(yīng)用。

4無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主控制關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1兼具有人機(jī)與無(wú)人機(jī)的雙重優(yōu)點(diǎn)

雖然我國(guó)航空工業(yè)體系起步較晚，但我國(guó)重工業(yè)發(fā)展十分迅速，特別是近幾年以來(lái)，我國(guó)綜合國(guó)力與科技水平的不斷提高，軍用無(wú)人機(jī)開(kāi)始正式投入到各部隊(duì)布置中。由中國(guó)自主研發(fā)的無(wú)人機(jī)，更是將無(wú)人機(jī)的應(yīng)用環(huán)境拓展到高原領(lǐng)域，打破了“中國(guó)無(wú)人機(jī)不能高原使用”的謬論，并橫向往民用領(lǐng)域拓展，為部隊(duì)物資運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)支持等方面提供了有力保障。但從目前軍用無(wú)人機(jī)發(fā)展情況來(lái)看，我國(guó)無(wú)人機(jī)仍然存在致命的缺陷，它太過(guò)偏重于人的干預(yù)與判斷，也就是說(shuō)，駕駛員需要依賴(lài)無(wú)人機(jī)反饋的信息做出相應(yīng)的判斷，但圖像與現(xiàn)實(shí)存在一定的誤差，這使得駕駛員極容易受到干擾，為此兼具有人機(jī)與無(wú)人機(jī)雙重優(yōu)點(diǎn)的智能無(wú)人機(jī)成為我國(guó)航空工業(yè)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的重要研究方向。

4.2信息化

目前，無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)在我國(guó)還處于比較初級(jí)的階段，很多技術(shù)的發(fā)展尚不完善，在無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)中最為關(guān)鍵的就是無(wú)人機(jī)在不確定的環(huán)境下和干擾因素中自主控制技術(shù)，該種技術(shù)的發(fā)展不僅可以能增強(qiáng)無(wú)人機(jī)自主控制系統(tǒng)的感知能力，而且伴隨技術(shù)水平不斷提高的趨勢(shì)，加強(qiáng)信息獲取的速度和精確性，提高無(wú)人機(jī)與地面站的信息傳輸與共享能力，從而實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人駕駛與自主控制，為無(wú)人機(jī)在多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代無(wú)人機(jī)是集智能、信息與科技為一體的綜合性戰(zhàn)略工具，在部隊(duì)中，無(wú)人機(jī)常常勇于替代軍人完成偵查或偵測(cè)任務(wù)。其中，無(wú)人機(jī)具有機(jī)動(dòng)靈活、適應(yīng)環(huán)境廣泛、生存能力強(qiáng)、隱蔽性大等優(yōu)勢(shì)，成為我國(guó)部隊(duì)收集戰(zhàn)場(chǎng)信息或軍事信息的主要手段。

參考文獻(xiàn)

[1]施書(shū)成.無(wú)人機(jī)多機(jī)編隊(duì)飛行控制技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2019.

[2]李懷濤，王天昊.無(wú)人機(jī)飛行控制技術(shù)的專(zhuān)利分析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2019，26（02）：175.

[3]曹清龍.先進(jìn)無(wú)人機(jī)飛行控制技術(shù)探討[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2018，25（11）：128+130.

[4]齊俊桐，平原.無(wú)人機(jī)吊掛飛行控制技術(shù)綜述[J].無(wú)人系統(tǒng)技術(shù)，2018，1（01）：83-90.

[5]陳崟松，吳芬，吳妍.基于視覺(jué)的無(wú)人機(jī)定點(diǎn)飛行控制技術(shù)研究[J].電子設(shè)計(jì)工程，2018，26（05）：38-43.