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《傾斜共軸旋翼尾立式飛機(jī)魯棒預(yù)測(cè)控制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第3l卷第6期計(jì)算機(jī)仿真2014年6月文章編號(hào)：1006—9348(2014)06—0120—04傾斜共軸旋翼尾立式飛機(jī)魯棒預(yù)測(cè)控制龐瑞，史忠科(西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，西安陜西710129)摘要：傾斜共軸旋翼尾立式飛機(jī)是一種垂直起降飛機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)懸停和水平飛行，并在垂直起降之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。通過(guò)對(duì)傾斜共軸旋翼推力裝置進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模，構(gòu)建了尾立式飛機(jī)的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。為了解決控制輸入飽和受限的問(wèn)題，采用了基于多面體凸集的飽和輸入描述方法，并采用多面體多頂點(diǎn)描述，提出了基于線性矩陣不等式的魯棒預(yù)測(cè)控制方法，較好地解決了在輸入受限條件下魯
2、棒預(yù)測(cè)控制的穩(wěn)定性問(wèn)題。通過(guò)對(duì)懸停狀態(tài)施iJll#l,界干擾和水平飛行，垂直飛行兩種狀態(tài)互相轉(zhuǎn)換進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了在氣動(dòng)舵面，旋翼傾斜角度等受限條件下控制器的有效性，從而保證了尾立式飛機(jī)多種飛行模態(tài)的轉(zhuǎn)換。關(guān)鍵詞：共軸旋翼；尾立式；預(yù)測(cè)控制；線性矩陣不等式中圖分類(lèi)號(hào)：V448．25+3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：BRobustModelPredictiveControlofTail—．SitterAircraftwithTiltingCoaxialRotorsPANGRUi．SHIZhong—ke(SchoolofAutomation，Northwes
3、ternPolyteehniealUniversity，Xi’anShanxi，710129，China)ABSTRACT：TiltingCO—axialtail—sitteraircraftisonekindofverticaltakingoff，verticallanding(VTOL)air-craft，whichcanperformhoveringandtransitionbetweenhorizontalflightandVTOLflight．Dynamicandmechanicsmodelofthetail—sittera
4、ircraftwasresearchedbymodelingtheco—axialtihingpropellers．Withthepurposeofsol-vingtheproblemofsaturatedinputs，polytopicconvexsetswereusedindescribingthesaturatedinputs．Meanwhile，basedonthepolytopicdescription，robustmodelpredictivecontrolmethodwasproposed，whichcanefficie
5、ntlysolvethestabilityproblemwhichoccursinthesaturatedMPCmethod．Insimulationsection，thesuddenpulsedisturbancewasaddedtothehoveringflightconditiontotestthecontrollerefficiencyandcorrectness．Thetransitionbetweenhor·izontalflightandverticalflightwasalsosimulatedtotesttheaeF
6、o—actuatorandtiltingco—axialrotors．Thesesimu—lationtestsprovesthestabilityofthecontrollerandtheabilityofthetail—sitteraircraftwhichcantransformbetweendifferentflightmodes．KEYWOImS：Co—axialrotors；Tail—sitter；MPC；LMIs1引言尾立式飛機(jī)顧名思義，指的是依靠尾部垂直立于地面上，能夠垂直起降的飛機(jī)。與一般固定翼飛機(jī)不同，尾立式飛機(jī)推
7、重比較大，能夠拉動(dòng)機(jī)身實(shí)現(xiàn)垂直起降，而與旋翼式直升機(jī)不同的是，尾立式飛機(jī)可以在空中實(shí)現(xiàn)垂直飛行到水平飛行之間的互相轉(zhuǎn)換，從而兼具有一般固定翼飛機(jī)的快速性和旋翼式直升機(jī)的垂直起降性的雙重優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛。基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(61134004)收稿日期：2014—03—24．．———120．--——當(dāng)前尾立式技術(shù)應(yīng)用最廣的為小型和微型垂直起降無(wú)人機(jī)，美國(guó)亞利桑那大學(xué)設(shè)計(jì)了一種名為“vertigo”的微型尾立式無(wú)人機(jī)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了懸?？刂?。澳大利亞悉尼大學(xué)則開(kāi)發(fā)了名為“T—wing”的尾立式飛機(jī)原型機(jī)，并進(jìn)行了飛行試
8、驗(yàn)舊1。在控制器設(shè)計(jì)的試驗(yàn)中，現(xiàn)有的研究多采用常規(guī)和傳統(tǒng)的控制方法，而尾立式垂直起降飛機(jī)由于其具備旋翼直升機(jī)和固定翼飛機(jī)共同的特點(diǎn)，動(dòng)力學(xué)較為復(fù)雜，因此本文采用具有受限飽和輸入的模型預(yù)測(cè)控制控制方法來(lái)進(jìn)行建?？刂啤ＤＰ皖A(yù)
