单侧机翼损伤飞机的神经网络自适应鲁棒非线性控制

针对飞机飞行中单侧机翼突然损伤问题,结合对损伤飞机的特性分析,提出基于神经网络自适应补偿的鲁棒非线性模型逆控制方法。利用未损伤飞机模型伪控制量中的单隐层神经网络自适应项和鲁棒项,并联合e-modification自适应律对模型误差、外界扰动、神经网络近似误差进行补偿。除此之外,利用动态非线性阻尼技术对上述伪控制律进行扩展,从而适应损伤机体未建模舵动态。最后对上述算法进行严格的稳定性证明,并推导了逆过程的实现方法。仿真结果表明在单侧机翼突然损伤并伴随外部扰动和未建模舵动态下,该控制方法具有较强的稳定性和鲁棒性。

机翼不对称损伤飞机飞行配平数值方法研究

飞行配平对飞行控制策略和算法起到至关重要的作用。传统对称完好飞机的飞行配平方法是纵侧向单独进行,分别利用各自的舵偏和推力进行迭代计算。当飞机由于机翼不对称损伤而发生纵横向运动强耦合时,不能保证配平的准确性和收敛性。针对单侧机翼不对称损伤飞机配平问题,首先置零运动方程加速度量得到配平方程,可从数学上提出了解决上述特殊构型飞机飞行配平的多维牛顿迭代方法,并从全局收敛性严格证明和实际情况中给出保证算法收敛的迭代初值选取方法。仿真结果表明,改进飞行配平方法能够有效地给出合适的迭代初值点,并便捷地计算出机翼不对称损伤飞机纵侧向运动强耦合下的全状态配平点集,具有较好的工程应用前景。

基于e-σ修正的自适应控制器及容损飞行验证

为了进一步减小传统e修正自适应律下的系统误差和控制参数误差界限,分别针对传递函数相对阶等于或大于1系统设计了鲁棒模型参考自适应控制器,利用李雅普诺夫方法严格证明了e-sigma修正自适应律下输出信号和控制参数的有界稳定,并给出修正自适应律增益的选择方法。最后,通过接入航点绕飞制导律进行了容损试飞验证。飞行试验表明:在允许的舵偏范围内,能够有效的对单侧机翼大面积损伤飞机进行快速稳定、性能恢复并使之继续航点绕飞。算法有效性和成熟度得以验证。