变体飞行器有限时间收敛LPV鲁棒控制

刘正华, 温 暖, 祝令谱

(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院, 北京 100191)

0 引 言

常规飞行器虽然可以进行大包线、多任务的飞行,但其在不同飞行条件下的气动性能不是最优的,其气动外形是基于各个任务段的折衷设计。然而,变体飞行器依靠自身配备的智能驱动机构,可以大尺度的改变气动外形。此种技术使得飞行器能够在差异较大的飞行环境中完成拟定的飞行任务,且总体飞行性能不会出现明显的削弱。因此在航空领域中,智能变体飞行器一直作为研究热点,得到了国内外学者的广泛关注[1]。

但是变体自由度对气动参数的求取和变体动态过程中的建模与姿态稳定控制提出了更高的要求。如何建立能够真实反映变体飞行器动态特性的数学模型,同时使设计出的控制器能够保证机体变形过程的稳定性和动态响应成为了变体飞行器研究的重点之一。线性变参数(linear parameter varying, LPV)技术可以涵盖大范围的参考点并且还可以描述复杂系统由于某些参数变化而具有的动态特性[2]。因此,近年来针对变体飞行器的LPV建模和基于LPV系统的动态输出稳定控制器设计已较为成熟。文献[3]采用准定常假设气动参数的方法,给出了一种翼展可伸缩的变体飞行器纵平面LPV模型,并依赖于单一李雅普诺夫函数方法,设计了状态反馈控制器,并给出了保证系统渐进稳定的LMI条件。文献[4]对于一种后掠角可变的飞行器,设计了平滑切换LPV控制器,保证了变体过程中的切换稳定性。……