基于奇异摄动分解的弹性飞机乘坐品质控制

考虑弹性飞机在风干扰作用下乘客乘坐舒适性降低,提出一种基于奇异摄动分解的乘坐品质控制方法。针对弹性客机动力学模型,采用奇异摄动理论将模型解耦为刚性慢变子系统和弹性快变子系统。考虑刚性子系统的附加时变扰动和气动不确定影响,设计干扰观测器估计扰动项并采用神经网络处理模型不确定性,将复合估计信息作为前馈补偿并结合俯仰角速率和法向过载跟踪误差反馈给出自适应鲁棒控制策略。针对弹性子系统设计非奇异终端滑模控制,实现振动主动抑制。综合刚弹子系统控制器设计形成弹性客机乘坐品质控制律,实现附加法向过载和弹性模态的快速抑制收敛。基于李雅普诺夫稳定性分析证明了系统的一致终值有界。仿真结果表明,在离散突风和大气紊流作用下所提出的控制方法能够降低客机关键位置处的附加法向过载,有效提升弹性客机乘坐品质。

民用客机乘坐品质控制技术分析

现代民用客机普遍采用电传操纵系统,通常具有多项主动控制功能,包括乘坐品质控制和阵风载荷减缓等。乘坐品质控制主要用于改善飞机的乘坐品质,而阵风载荷减缓则主要在于减轻飞机的载荷。首先,对比乘坐品质控制和阵风载荷减缓这两种主动控制技术,从纵向和侧向两个方向展开,分析它们的控制目标和基本机理,探究其中的共同点和不同点;其次,列举成熟使用这些主动控制技术的商业运营客机;最后,提出窄体民用客机乘坐品质控制方面的一些问题。

侧向阵风作用下乘坐品质控制律设计

针对客机在侧向紊流干扰下产生附加过载、导致乘坐品质下降的问题,提出一种新的乘坐品质控制律设计方案。首先,根据乘坐品质的设计要求,建立大气扰动和飞机的综合模型;然后,利用在垂直安定面上测得的压差信号,在飞机发生不期望的偏航运动之前,驱动方向舵实现乘坐品质改善;同时,结合偏航阻尼模块产生的偏航角速度信号,确保飞机的稳定控制;最后,采用粒子群算法在不同强度的紊流干扰和有无驾驶员操纵的情况下进行控制参数设计。仿真结果表明,所提的控制系统能有效改善飞机的乘坐舒适性。