非對稱結構損傷飛機魯棒容損控制器設計

左翩翩，徐 兵，董希旺，李清東，任 章

(1.北京航空航天大學 自動化與電氣工程學院飛行器控制一體化技術國防科技重點實驗室，北京 100191；2.中國軟件與技術服務股份有限公司,北京100081)

非對稱結構損傷飛機魯棒容損控制器設計

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 自動化與電氣工程學院飛行器控制一體化技術國防科技重點實驗室，北京 100191；2.中國軟件與技術服務股份有限公司,北京100081)

當飛機發生非對稱結構損傷時，飛機的質量、重心位置和氣動特性都會發生突變，飛機機體的對稱性遭到破壞，致使飛機的橫縱向間運動產生強烈的耦合。針對飛機發生非對稱結構損傷時導致的飛行控制問題，建立了非對稱結構損傷飛機的損傷模型，并基于一種新型魯棒容損控制策略，采用非線性擴張狀態觀測器和非線性動態逆相結合的方法，對飛機的姿態控制器進行了設計，兼顧了飛機系統的性能和對損傷的魯棒性。最后，基于NASA的通用運輸機模型，對所設計控制器的控制效果進行了仿真驗證。仿真結果表明，設計的姿態控制器有效地抑制了非對稱結構損傷給飛機控制系統帶來的不確定性和擾動，具有較好的控制性能。

非對稱結構損傷；魯棒容損控制；非線性動態逆；非線性擴張狀態觀測器

0 引言

飛機發生非對稱結構損傷時，會導致飛機的質量、重心和氣動特性發生突變，從而破壞了飛機的軸向對稱性，使得飛機變得難以控制，對飛機的飛行安全造成了威脅，嚴重時甚至會導致災難性的后果。……