資源描述：
《傾斜共軸旋翼尾立式飛機魯棒預(yù)測控制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、第3l卷第6期計算機仿真2014年6月文章編號：1006—9348(2014)06—0120—04傾斜共軸旋翼尾立式飛機魯棒預(yù)測控制龐瑞，史忠科(西北工業(yè)大學自動化學院，西安陜西710129)摘要：傾斜共軸旋翼尾立式飛機是一種垂直起降飛機，能夠?qū)崿F(xiàn)懸停和水平飛行，并在垂直起降之間進行轉(zhuǎn)換。通過對傾斜共軸旋翼推力裝置進行動力學建模，構(gòu)建了尾立式飛機的動力學和運動學模型。為了解決控制輸入飽和受限的問題，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描述，提出了基于線性矩陣不等式的魯棒預(yù)測控制方法，較好地解決了在輸入受限條件下魯
2、棒預(yù)測控制的穩(wěn)定性問題。通過對懸停狀態(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)換進行仿真，驗證了在氣動舵面，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)測控制；線性矩陣不等式中圖分類號：V448．25+3文獻標識碼：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。與一般固定翼飛機不同，尾立式飛機推
7、重比較大，能夠拉動機身實現(xiàn)垂直起降，而與旋翼式直升機不同的是，尾立式飛機可以在空中實現(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的快速性和旋翼式直升機的垂直起降性的雙重優(yōu)勢，可應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛。基金項目：國家自然科學基金重點項目(61134004)收稿日期：2014—03—24．．———120．--——當前尾立式技術(shù)應(yīng)用最廣的為小型和微型垂直起降無人機，美國亞利桑那大學設(shè)計了一種名為“vertigo”的微型尾立式無人機，已經(jīng)實現(xiàn)了懸?？刂?。澳大利亞悉尼大學則開發(fā)了名為“T—wing”的尾立式飛機原型機，并進行了飛行試
8、驗舊1。在控制器設(shè)計的試驗中，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由于其具備旋翼直升機和固定翼飛機共同的特點，動力學較為復(fù)雜，因此本文采用具有受限飽和輸入的模型預(yù)測控制控制方法來進行建模控制。模型預(yù)
