基于切換方法的傾轉(zhuǎn)旋翼機過渡飛行模式的控制問題研究.pdf

1、傾轉(zhuǎn)旋翼機是一種新型飛行器，包含了直升機與固定翼飛機各自優(yōu)點，其起飛降落可以不受地形環(huán)境等的限制，而且又具有高速巡航及長距離運輸?shù)奶攸c。傾轉(zhuǎn)旋翼機隨著其短艙的傾轉(zhuǎn)，共有以下三種模式：直升機模態(tài)、過渡模態(tài)和固定翼模態(tài)。在其過渡模式下由于短艙的傾轉(zhuǎn)導(dǎo)致傾轉(zhuǎn)旋翼機速度以及氣動布局的不斷變化，因此對于過渡段飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計是研究傾轉(zhuǎn)旋翼機的難點和關(guān)鍵點。
　　傾轉(zhuǎn)旋翼機的動力學(xué)建模是研究傾轉(zhuǎn)旋翼機控制問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，本文為了能夠得到更

2、加精準的動力學(xué)模型，采用分體法對傾轉(zhuǎn)旋翼機各個部分分別建模，建立旋翼、機翼、機身、平尾、垂尾五部分模型，最后統(tǒng)一在機體模型中。由于傾轉(zhuǎn)旋翼機在布局上關(guān)于縱向平面對稱分布，因此可以通過分別建立橫向和縱向動力學(xué)模型進行解耦，本文研究了傾轉(zhuǎn)旋翼機的縱向動力學(xué)模型，隨著短艙傾角的變化傾轉(zhuǎn)旋翼機的氣動布局以及飛行速度也會隨之發(fā)生改變，因此在不同的短艙傾角處傾轉(zhuǎn)旋翼機的狀態(tài)也不相同，想要通過單一的系統(tǒng)模型來描述整個過渡過程已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代控制精度的

3、要求，本文將傾轉(zhuǎn)旋翼機縱向運動建模成多模態(tài)切換系統(tǒng)的動力學(xué)模型。
　　實際上，傾轉(zhuǎn)旋翼機的過渡過程需要在有限時間內(nèi)完成，本文基于平均駐留時間的方法，給出了傾轉(zhuǎn)旋翼機縱向過渡過程在有限時間鎮(zhèn)定的充分條件，以及控制器和切換策略的設(shè)計方案，仿真結(jié)果表明所設(shè)計切換控制律能夠使得傾轉(zhuǎn)旋翼機在過渡過程中有效快速地實現(xiàn)平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。
　　最后，本文對傾轉(zhuǎn)旋翼機過渡過程最優(yōu)切換控制問題進行了研究。采用控制參數(shù)化的方法，通過時間縮放轉(zhuǎn)換引入新的時