纵置双涵道式飞行器悬停控制系统设计
李明喜,项昌乐,徐 彬,苑卫松,智晋宁
北京理工大学机械与车辆学院,北京
军事交通学院汽车工程系,天津
摘 要:涵道风扇较同样直径的螺旋桨能产生更大的升力,且结构紧凑、安全性高、噪音低。以此为推力装置的可垂直起降飞行器具有良好发展前景。但其系统动力学特性是属于多变量、强耦合的非线性系统,在控制系统的设计中必须进行良好的解耦设计。纵置双涵道式飞行器的飞行控制系统的控制特征进行了分析,建立基本的控制系统动力学模型,利用模型跟踪解耦自适应控制系统原理进行飞行控制系统设计,并在多域机动平台上完成了验证试验,结果证明该方法有效地减小了轴间耦合,飞行器悬停状态基本稳定。
关 键 词:涵道风扇;飞行控制系统;试验
1 引 言
涵道风扇式推力装置可明显的提升飞行器的垂直起降能力,涵道的存在不仅提高了螺旋桨的气动性能,并且提高了使用安全性,与孤立螺旋桨相比,在相同功率、相同直径时,可产生更大的拉力。因而利用纵置双涵道作为主要推力装置,设计可载人的具有垂直起降功能的低空飞行器,不仅具有结构紧凑、可接近距离短、机动性能良好的特性;而且推进效率高、噪音低、隐蔽性好,提高了螺旋桨使用的安全性,因而具有较强的适应能力,应用范围广泛。由于该飞行器系统属于多变量、强耦合的时变非线性系统,其控制系统的设计具有一定的挑战性,本文着重分析其悬停状态下的系统响应特征,完成控制系统的设计和试验验证。
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