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推力协同的大柔性飞行器纵向姿态控制

雷灏 陈柏屹 刘燕斌 陆宇平

雷灏, 陈柏屹, 刘燕斌, 陆宇平. 推力协同的大柔性飞行器纵向姿态控制[J]. 航空动力学报, 2021, 36(10): 2207-2217. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20200457
引用本文: 雷灏, 陈柏屹, 刘燕斌, 陆宇平. 推力协同的大柔性飞行器纵向姿态控制[J]. 航空动力学报, 2021, 36(10): 2207-2217. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20200457
LEI Hao, CHEN Boyi, LIU Yanbin, LU Yuping. Longitudinal attitude control for very flexible aircraft with thrust cooperation[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(10): 2207-2217. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20200457
Citation: LEI Hao, CHEN Boyi, LIU Yanbin, LU Yuping. Longitudinal attitude control for very flexible aircraft with thrust cooperation[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(10): 2207-2217. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20200457

推力协同的大柔性飞行器纵向姿态控制

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20200457
基金项目: 国家自然科学基金(11572149,51675264); 江苏省博士后科研资助计划(2019K286);江苏省基础研究计划青年基金(BK20200437); 中国博士后面上基金(2020M681586)
详细信息
    作者简介:

    雷灏(1990-),女,博士生,主要从事大柔性飞行器建模与控制研究。

  • 中图分类号: V249.1;TP273

Longitudinal attitude control for very flexible aircraft with thrust cooperation

  • 摘要: 为了研究大柔性飞行器飞行/结构耦合动力学特性,提出了改进的面向控制的大柔性飞行器多体模型,开展了大柔性飞行器纵向动力学耦合特性分析与推力协同下纵向姿态控制律设计。采用二面角动态近似描述大柔性飞行器结构动力学特征,并推导了纵向耦合动力学模型。根据改进模型在配平点处的线性化模型,分析了飞行/结构耦合系统的纵向稳定性与结构变形量之间的关系。针对大柔性飞行器姿态稳定与跟踪,设计了纵向姿态控制器。与常规飞行器相比,大柔性飞行器飞行过程中会发生大变形,当载荷较大时,配平构型近似“U”形,此时纵向动力学具有长周期不稳定的特征。分析结果表明:大柔性飞行器各模态之间的耦合程度随着变形的增大而增大。此外,纵向姿态控制需要升降舵与推力协同控制速度和俯仰角并且考虑结构动力学的影响,否则飞行/结构的耦合作用会导致姿态跟踪误差衰减缓慢甚至发散。

     

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  • 收稿日期:  2020-10-29
  • 刊出日期:  2021-10-28

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