变体飞行器变形辅助机动的建模与滑模控制

以伸缩翼变体飞行器为对象,研究了机翼伸缩辅助机动飞行的建模与控制问题。建立了飞行器气动参数与翼展变形率的函数关系,将机翼伸缩视为辅助操纵方式,构建了变形辅助机动的动力学模型。针对飞行器模型高度非线性的特点和机翼伸缩等会引起复合干扰的问题,提出了一种基于反馈线性化的非奇异动态终端滑模控制(non-singular dynamic terminal sliding mode control,NDTSMC)策略,在保证有限时间收敛的基础上,通过对切换信号的积分作用消除抖振,实现对不确定性的抑制。仿真结果表明,非奇异动态终端滑模控制方法能提高变体飞行器的控制精度和鲁棒性能,更好地消除抖振;变形辅助机动的变体飞行器比常规飞行器具有更强的机动性能和抗干扰能力。

基于滑模控制的折叠翼飞行器辅助机动研究

基于滑模控制策略,研究了折叠翼飞行器辅助机动问题.分析了系统折叠角与气动参数的关系,把机翼折叠角看成额外的控制输入,构造了包含折叠辅助机动的飞行器动力学模型.针对非线性系统,加入混合干扰,设计了非奇异动态终端滑模控制(NDTSMC)器,能够较好地抑制折叠翼飞行器的不确定性,同时完成姿态跟踪控制.仿真结果表明,NDTSMC改善了折叠翼飞行器的控制精度和鲁棒性能,具有较好的抖振消除效果.与传统飞行器相比,加入折叠辅助机动的折叠翼飞行器拥有更高的机动性和抗干扰能力.

基于在线参数辨识的变体飞行器控制

以翼展和后掠角可对称变化的飞行器作为研究对象,研究了其基于在线参数辨识的变形辅助机动控制问题。将飞行器翼展与后掠角变化视为额外的控制输入,给出了含有不确定参数的变形辅助机动控制模型。根据模型特点,将其分为速度环与姿态环以简化控制器设计。通过固定时间收敛的状态反馈控制策略保证飞行器的机动性能。设计了一种在线时变参数辨识算法,确定外形变化导致气动系数的不确定性与外界扰动等因素对飞行器产生的影响。设计了控制分配算法,将得到的控制指令合理分配给实际控制输入。最终通过仿真验证了该方案的有效性。