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    自抗擾控制在推力矢量飛機大迎角機動中的應用

    劉俊杰 陳增強 孫明瑋 孫青林

    劉俊杰, 陳增強, 孫明瑋, 孫青林. 自抗擾控制在推力矢量飛機大迎角機動中的應用[J]. 工程科學學報, 2019, 41(9): 1187-1193. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.09.010
    引用本文: 劉俊杰, 陳增強, 孫明瑋, 孫青林. 自抗擾控制在推力矢量飛機大迎角機動中的應用[J]. 工程科學學報, 2019, 41(9): 1187-1193. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.09.010
    LIU Jun-jie, CHEN Zeng-qiang, SUN Ming-wei, SUN Qing-lin. Application of active disturbance rejection control in high-angle-of-attack maneuver for aircraft with thrust vector[J]. Chinese Journal of Engineering, 2019, 41(9): 1187-1193. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.09.010
    Citation: LIU Jun-jie, CHEN Zeng-qiang, SUN Ming-wei, SUN Qing-lin. Application of active disturbance rejection control in high-angle-of-attack maneuver for aircraft with thrust vector[J]. Chinese Journal of Engineering, 2019, 41(9): 1187-1193. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.09.010

    自抗擾控制在推力矢量飛機大迎角機動中的應用

    doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.09.010
    基金項目: 

    國家自然科學基金面上資助項目 61573199

    國家自然科學基金面上資助項目 61573197

    詳細信息
      通訊作者:

      陳增強, E-mail:chenzq@nankai.edu.cn

    • 中圖分類號: TP273

    Application of active disturbance rejection control in high-angle-of-attack maneuver for aircraft with thrust vector

    More Information
    • 摘要: 為實現推力矢量飛機的大迎角機動控制,提出一種基于自抗擾控制的三通道解耦控制策略.以第三代戰機F16公開數據為基礎,添加推力矢量模型,利用雙發推力矢量噴管組合偏轉產生大迎角機動的期望三軸力矩.在縱向、橫向和航向通道分別獨立設計自抗擾控制器,將系統中未建模動態、不確定性以及通道間的強耦合視作總擾動進行估計并補償,并在縱向和航向通道引入角速度阻尼反饋項,使原始飛行器開環動力學閉環近似為一個廣義對象,降低了自抗擾控制器的設計階次.選取眼鏡蛇機動和赫伯斯特機動兩種典型的過失速機動動作進行控制策略驗證,數值仿真結果表明,所設計的三通道獨立自抗擾控制器能夠消除通道間的強耦合,完成推力矢量飛機的大迎角機動控制.蒙特卡羅仿真測試表明,所提控制策略具有較強的魯棒性.

       

    • 圖  1  飛機模型及推力矢量示意圖

      Figure  1.  Schematic diagram of an aircraft model and thrust vector

      圖  2  大迎角機動三通道自抗擾控制器設計結構

      Figure  2.  Three-channel ADRC controller design for high-angle-of-attack maneuver

      圖  3  迎角通道自抗擾控制器設計示意圖

      Figure  3.  ADRC controller design for angle of attack

      圖  4  眼鏡蛇機動.(a) 迎角;(b) 側滑角

      Figure  4.  Cobra maneuver: (a) angle of attack; (b) sideslip angle

      圖  5  類赫伯斯特機動. (a) 迎角;(b) 側滑角;(c) 滾轉角速度;(d) 繞速度矢滾轉角;(e) 速度;(f) 航跡方位角;(g) 噴管偏轉情況;(h) 機動三維軌跡

      Figure  5.  Herbst-type maneuver: (a) angle of attack; (b) sideslip angle; (c) roll angular rate; (d) roll angle around the velocity vector; (e) flight speed; (f) velocity heading angle; (g) vector nozzle deflections; (h) trajectory curve

      圖  6  類赫伯斯特機動蒙特卡羅測試.(a) 迎角;(b) 側滑角

      Figure  6.  Herbst-type maneuver Monte Carlo test: (a) angle of attack; (b) sideslip angle

      中文字幕在线观看
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    出版歷程
    • 收稿日期:  2018-12-02
    • 刊出日期:  2019-09-01

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