基于指令滤波器的变体飞机RHO控制器设计

陈伟, 卢京潮, 刘志君, 章卫国

(西北工业大学 自动化学院, 陕西 西安 710072)

0 引言

随着一些新型航空材料的应用,各式各样的变体飞机得以出现。变体技术并不能改变飞行品质,反而会给飞机的动态特性带来不利的影响[1]。变体过程中,会引起气动力与力矩的非线性变化,使得模型具有较强的时变性和不确定性,飞行稳定性会受到较大影响。为了满足飞行品质要求,所设计的飞行控制器需要确保变体过程中的飞行稳定性,且基本不受变体速率的影响。

Abdulrahim等[2]基于H∞方法对一种仿生变体无人机进行控制器设计,仿真结果显示飞行稳定性会随着变体速率的提高而降低。Hurst等[3]分别采用多级补偿器和线性二次型调节器对一种仿生变体无人机进行着陆控制器设计,仿真结果表明，基于线性二次型调节器的控制系统的轨迹跟踪误差较小,抗干扰能力较强。Baldelli等[4]采用线性参数时变(Linear Parameter-Varying, LPV)方法对一种折叠翼无人机进行控制器设计,由于控制器增益较大,需要进行适当的降阶处理。Yue Ting等[5]针对一种Z型翼无人机,提出一种多回路控制器,采用线性二次方法进行内回路控制器设计,采用增益自调度H∞方法进行外回路控制器设计,仿真结果表明,所设计的控制器具有较强的鲁棒性,可以确保在机翼折叠过程中的飞行稳定性。

滚动时域优化(Receding Horizon Optimal,RHO)是一种在滚动时域内实时计算最优控制的预测控制方法,由于其对模型精度要求不高和具有强鲁棒性等特点而被广泛地应用于各种领域[6-7]。……