無尾飛翼式飛行器主動控制的參數(shù)化方法.pdf

1、本文研究的控制對象是一種重于空氣的固定翼無尾飛翼布局飛行器，要求該種布局飛行器能夠以亞聲速在高空范圍內(nèi)長時間飛行，實現(xiàn)非常規(guī)氣動布局飛行器主動控制技術(shù)。涉及放寬靜穩(wěn)定性技術(shù)、主動顫振抑制技術(shù)，為無尾飛翼布局飛行器提供可靠的安全飛行策略。
　　飛行器采用無尾飛翼布局技術(shù)，這種布局飛行器翼身融合一體，且沒有水平安定面和垂直尾翼，在機(jī)翼后緣沿機(jī)體向外布置升降副翼和對開式阻力方向舵，因而縱向和側(cè)向自然穩(wěn)定性下降，甚至靜不穩(wěn)定。這種靜不穩(wěn)定

2、的飛翼式飛行器在沒有放寬靜穩(wěn)定功能的電傳操縱系統(tǒng)的情況下是難以實現(xiàn)操縱的，必須通過縱向、側(cè)向控制增穩(wěn)系統(tǒng)來實現(xiàn)放寬靜穩(wěn)定性技術(shù)。本文以無尾飛翼飛行器橫航向控制系統(tǒng)為研究對象，分析了無尾飛翼布局飛行器在高空飛行狀態(tài)的自然穩(wěn)定性，并介紹了基于特征結(jié)構(gòu)配置的參數(shù)化方法，基于該方法設(shè)計了橫航向主動控制律，實現(xiàn)了無尾飛翼飛行器協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎機(jī)動動作。
　　由于對這種布局的飛行器具有長航時的性能要求，為此該類飛行器普遍具有大展弦比或超大展弦比；另外

3、，這種飛行器還要求能在高空飛行，飛行器需要采用柔性智能材料來減輕質(zhì)量，以增大升阻比，因而這種飛行器又具有重量輕，柔性大的特點。隨著柔性的增大，加上無尾飛翼布局使整機(jī)成為一個巨大的升力面，機(jī)翼的顫振現(xiàn)象突出，嚴(yán)重情況會造成機(jī)體結(jié)構(gòu)破壞。因而需通過主動顫振抑制來提供飛行器穩(wěn)定飛行的可靠性。本文以三自由度二元機(jī)翼氣動彈性控制系統(tǒng)為研究對象，利用輸出反饋次優(yōu)控制法和線性矩陣不等式法，設(shè)計了顫振主動抑制控制律，提高了飛行器的顫振臨界速度，實現(xiàn)了顫