航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2015年
5期
1673-1683
,共11页
王彦雄%祝小平%周洲%徐明兴%冯引安
王彥雄%祝小平%週洲%徐明興%馮引安
왕언웅%축소평%주주%서명흥%풍인안
风切变%大展弦比%飞翼布局无人机%舵面附加升力%复合控制%自抗扰
風切變%大展絃比%飛翼佈跼無人機%舵麵附加升力%複閤控製%自抗擾
풍절변%대전현비%비익포국무인궤%타면부가승력%복합공제%자항우
wind shear%high aspect ratio%flying wing UAV%elevator additional lift%complex control%active disturbance rejection
微下冲气流是最危险的低空风切变形式,为在起降阶段安全穿越该气流,飞翼布局的无人机控制律应具有快速响应能力和良好的鲁棒性.针对大展弦比飞翼布局无人机舵面附加升力大和低速状态俯仰操纵效能低的特点,提出了舵面附加升力和机体气动力相结合的复合控制方案,改进了以输出误差为参考量的非线性指令分配策略,设计了基于迎角保护的指令分配策略.将风干扰和模型的不确定性视为未知扰动,采用自抗扰控制(ADRC)理论设计飞翼布局无人机非线性控制律,使之对风干扰和模型的不确定性进行估计补偿.仿真结果表明,复合控制与ADRC相结合的方法加速了航迹倾角的单位阶跃响应速度,使上升时间缩短了64%,同时能够实现对风干扰的有效观测和补偿,使高度损失低于2 m;能够在风切变中有效保护迎角,使其维持在5.5°以内.因此,该方法能够为飞翼布局无人机安全平稳地穿越微下冲气流提供一种参考方案.
微下遲氣流是最危險的低空風切變形式,為在起降階段安全穿越該氣流,飛翼佈跼的無人機控製律應具有快速響應能力和良好的魯棒性.針對大展絃比飛翼佈跼無人機舵麵附加升力大和低速狀態俯仰操縱效能低的特點,提齣瞭舵麵附加升力和機體氣動力相結閤的複閤控製方案,改進瞭以輸齣誤差為參攷量的非線性指令分配策略,設計瞭基于迎角保護的指令分配策略.將風榦擾和模型的不確定性視為未知擾動,採用自抗擾控製(ADRC)理論設計飛翼佈跼無人機非線性控製律,使之對風榦擾和模型的不確定性進行估計補償.倣真結果錶明,複閤控製與ADRC相結閤的方法加速瞭航跡傾角的單位階躍響應速度,使上升時間縮短瞭64%,同時能夠實現對風榦擾的有效觀測和補償,使高度損失低于2 m;能夠在風切變中有效保護迎角,使其維持在5.5°以內.因此,該方法能夠為飛翼佈跼無人機安全平穩地穿越微下遲氣流提供一種參攷方案.
미하충기류시최위험적저공풍절변형식,위재기강계단안전천월해기류,비익포국적무인궤공제률응구유쾌속향응능력화량호적로봉성.침대대전현비비익포국무인궤타면부가승력대화저속상태부앙조종효능저적특점,제출료타면부가승력화궤체기동력상결합적복합공제방안,개진료이수출오차위삼고량적비선성지령분배책략,설계료기우영각보호적지령분배책략.장풍간우화모형적불학정성시위미지우동,채용자항우공제(ADRC)이론설계비익포국무인궤비선성공제률,사지대풍간우화모형적불학정성진행고계보상.방진결과표명,복합공제여ADRC상결합적방법가속료항적경각적단위계약향응속도,사상승시간축단료64%,동시능구실현대풍간우적유효관측화보상,사고도손실저우2 m;능구재풍절변중유효보호영각,사기유지재5.5°이내.인차,해방법능구위비익포국무인궤안전평은지천월미하충기류제공일충삼고방안.