非對(duì)稱結(jié)構(gòu)損傷飛機(jī)魯棒容損控制器設(shè)計(jì)

左翩翩，徐 兵，董希旺，李清東，任 章

(1.北京航空航天大學(xué) 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院飛行器控制一體化技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100191；2.中國(guó)軟件與技術(shù)服務(wù)股份有限公司,北京100081)

非對(duì)稱結(jié)構(gòu)損傷飛機(jī)魯棒容損控制器設(shè)計(jì)

左翩翩1，徐 兵2，董希旺1，李清東1，任 章1

(1.北京航空航天大學(xué) 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院飛行器控制一體化技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100191；2.中國(guó)軟件與技術(shù)服務(wù)股份有限公司,北京100081)

當(dāng)飛機(jī)發(fā)生非對(duì)稱結(jié)構(gòu)損傷時(shí)，飛機(jī)的質(zhì)量、重心位置和氣動(dòng)特性都會(huì)發(fā)生突變，飛機(jī)機(jī)體的對(duì)稱性遭到破壞，致使飛機(jī)的橫縱向間運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的耦合。針對(duì)飛機(jī)發(fā)生非對(duì)稱結(jié)構(gòu)損傷時(shí)導(dǎo)致的飛行控制問(wèn)題，建立了非對(duì)稱結(jié)構(gòu)損傷飛機(jī)的損傷模型，并基于一種新型魯棒容損控制策略，采用非線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器和非線性動(dòng)態(tài)逆相結(jié)合的方法，對(duì)飛機(jī)的姿態(tài)控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，兼顧了飛機(jī)系統(tǒng)的性能和對(duì)損傷的魯棒性。最后，基于NASA的通用運(yùn)輸機(jī)模型，對(duì)所設(shè)計(jì)控制器的控制效果進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的姿態(tài)控制器有效地抑制了非對(duì)稱結(jié)構(gòu)損傷給飛機(jī)控制系統(tǒng)帶來(lái)的不確定性和擾動(dòng)，具有較好的控制性能。

非對(duì)稱結(jié)構(gòu)損傷；魯棒容損控制；非線性動(dòng)態(tài)逆；非線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器

0 引言

飛機(jī)發(fā)生非對(duì)稱結(jié)構(gòu)損傷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)的質(zhì)量、重心和氣動(dòng)特性發(fā)生突變，從而破壞了飛機(jī)的軸向?qū)ΨQ性，使得飛機(jī)變得難以控制，對(duì)飛機(jī)的飛行安全造成了威脅，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致災(zāi)難性的后果。……