基于切換方法的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)過(guò)渡飛行模式的控制問(wèn)題研究.pdf

1、傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)是一種新型飛行器，包含了直升機(jī)與固定翼飛機(jī)各自?xún)?yōu)點(diǎn)，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(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)隨著其短艙的傾轉(zhuǎn)，共有以下三種模式：直升機(jī)模態(tài)、過(guò)渡模態(tài)和固定翼模態(tài)。在其過(guò)渡模式下由于短艙的傾轉(zhuǎn)導(dǎo)致傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)速度以及氣動(dòng)布局的不斷變化，因此對(duì)于過(guò)渡段飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是研究?jī)A轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。
　　傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的動(dòng)力學(xué)建模是研究?jī)A轉(zhuǎn)旋翼機(jī)控制問(wèn)題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，本文為了能夠得到更

2、加精準(zhǔn)的動(dòng)力學(xué)模型，采用分體法對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)各個(gè)部分分別建模，建立旋翼、機(jī)翼、機(jī)身、平尾、垂尾五部分模型，最后統(tǒng)一在機(jī)體模型中。由于傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)在布局上關(guān)于縱向平面對(duì)稱(chēng)分布，因此可以通過(guò)分別建立橫向和縱向動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行解耦，本文研究了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的縱向動(dòng)力學(xué)模型，隨著短艙傾角的變化傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的氣動(dòng)布局以及飛行速度也會(huì)隨之發(fā)生改變，因此在不同的短艙傾角處傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的狀態(tài)也不相同，想要通過(guò)單一的系統(tǒng)模型來(lái)描述整個(gè)過(guò)渡過(guò)程已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代控制精度的

3、要求，本文將傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)建模成多模態(tài)切換系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。
　　實(shí)際上，傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的過(guò)渡過(guò)程需要在有限時(shí)間內(nèi)完成，本文基于平均駐留時(shí)間的方法，給出了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)縱向過(guò)渡過(guò)程在有限時(shí)間鎮(zhèn)定的充分條件，以及控制器和切換策略的設(shè)計(jì)方案，仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)切換控制律能夠使得傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)在過(guò)渡過(guò)程中有效快速地實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。
　　最后，本文對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)過(guò)渡過(guò)程最優(yōu)切換控制問(wèn)題進(jìn)行了研究。采用控制參數(shù)化的方法，通過(guò)時(shí)間縮放轉(zhuǎn)換引入新的時(shí)