舰载飞机自适应模糊直接力着舰控制

孙笑云, 江驹, 甄子洋, 魏若楠

(南京航空航天大学 自动化学院, 江苏 南京 211106)

提高着舰精度是舰载飞机着舰工程问题的主要研究目标[1]。在舰基降落时,复杂海况引起的甲板运动导致理想着舰点的不确定偏移,舰艉气流对下滑过程中的飞机状态亦造成较大干扰,飞机自身动力学也存在不确定性[2]。上述因素都将影响舰载飞机的着舰精度,增加着舰风险。

当前,提高舰载飞机着舰精度的方法主要有2种[3]：①引入或改进先进飞行控制系统[4];②提升舵面控制权限,增大航迹跟踪回路带宽[5]。先进飞行控制律在数值仿真机及试飞验证中均有较好的扰动抑制效果,利用自适应控制对扰动项的预估能力及神经网络控制对不确定项的任意逼近能力可以实现对气流扰动或模型建立不确定项的在线补偿,并提供一定的主动容错能力[4]。文献[6]将基于Levy flight的鸽群启发优化算法应用于着舰飞行控制的参数调整中,提高了小型无人机的着舰精度,改善着舰效果。

直接升力控制是改变飞行控制架构的重要方法之一,通过调用襟翼通道控制权限于外环姿态控制,改善飞机高度模态特性,在舰载飞机低速进场阶段有利于飞机闭环稳定[7]。文献[7]给出基于直接升力控制方案的F-18舰载飞机岸基及着舰试飞结果,验证了直接升力操纵舵面的机动增强能力与对平尾姿态控制的解耦性,并证实着舰点分散度降低50%;文献[8]针对直接升力控制飞机对飞机机动性的改善程度,从飞行品质评价体系层面提出包括直接升力控制效率系数、爬升速率及标准爬升率的评估标准,以A4D战斗机为例分析了DLC系统参数在新的评估标准下对飞机飞行品质的影响。……