基于观测器的非定常机翼LPV模型振动控制

胡志贤，杨 慧

（上海工程技术大学 航空运输学院，上海 201620）

0 引 言

气动弹性系统中包括结构力、惯性力和空气动力学产生的非线性相互作用，这可能导致振动和其它不稳定现象［1－2］。当机翼发生振动时，会影响飞行安全，甚至导致毁灭性的事故。为了避免机翼振动对结构造成损坏，并确保飞行安全，人们已经研究了诸多被动控制方法。如，采用质量平衡和局部刚度增强等措施，这将导致飞机重量增加并降低飞行性能。而主动控制，能够适应意外的结构和环境变化，极大地改善了飞行器的性能指标，克服了被动控制技术的缺点，因此成为当下研究的热点［3－4］。

利用控制面的偏转实现振动抑制，是目前常见的主动控制技术方法。文献［5－7］中将单尾缘控制的二元机翼的参数变化状态空间，转化为张量积模型，有效地实现了非线性气动弹性系统的控制。文献［8］提出了积分反演滑模控制方法，较好地克服滑模控制抖振的缺点。然而上述大多数文献研究中，气动力载荷是基于准定常气动理论的，这会给气动弹性模型带来不精确的弊端，并且只适用于低频的飞行条件［9］。

非定常气动理论克服了上述缺点，不少学者将其应用于机翼气动弹性系统［10－15］。然而，为获得模型的时域表达式，会引入不可测的空气动力状态［16］，难以用传感器去测量所有状态，这为全状态反馈方法的现实应用带来困难；并且机翼布置过多传感器，增加了传感器失灵引起故障的概率。张量积模型变换方法的主要优点是，将各种模型表示形式，生成基于高阶奇异值分解（HOSVD）的凸多面体的TP模型表示形式［17－18］，从而可以很好地应用于现代控制设计工具中，有效地解决非线性系统问题。……