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倾转旋翼型短距垂直起降飞机悬停控制方法及装置制造方法及图纸

技术编号:46488748 阅读:1 留言:0更新日期:2025-09-26 19:08
本申请涉及飞行控制技术领域,特别涉及一种倾转旋翼型短距垂直起降飞机悬停控制方法及装置,其中,方法包括:构建包含倾转旋翼动力系统的短距垂直起降飞机悬停非线性动力学模型;将短距垂直起降飞机悬停非线性动力学模型转换为高阶全驱系统模型,以设计状态跟踪控制器;基于神经网络设计自适应律,估计短距垂直起降飞机悬停非线性动力学模型中的非线性项;将非线性项反馈至状态跟踪控制器,以进行悬停模态稳定控制。由此,解决了相关技术中,由于基于动态逆的悬停控制方法需大量线性化处理、作动器动态特性差异显著且控制器需通过反复仿真与实验验证闭环性能,进而导致飞行器的多执行机构解耦效率低下、鲁棒控制性能不高等问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及飞行控制,特别涉及一种倾转旋翼型短距垂直起降飞机悬停控制方法及装置


技术介绍

1、倾转旋翼型短距垂直起降飞机通过左主桨、右主桨、左尾桨、右尾桨等多执行机构的协同控制,实现垂直起降与悬停功能,兼具固定翼飞机高速巡航与直升机灵活起降的优势。

2、相关技术中,针对此类复杂动力系统的悬停控制,主要采用基于动态逆的方法,其通过在多平衡点对非线性模型进行线性化,并依赖精确的控制分配矩阵实现各执行机构的协调控制。

3、然而,此类方法存在显著局限性:首先,非线性模型需在大量工作点进行线性化处理,建模过程繁琐且难以满足实时控制需求;其次,实际系统中作动器动态特性差异显著(如主桨为尾桨大小不同而动态特性不同等),导致控制分配矩阵的精确获取极为困难,易引发分配失配问题;此外,传统方法设计完成的控制器需通过反复仿真与实验验证闭环性能,开发周期长、成本高。因此,亟需一种能够简化模型处理流程、实现作动器动态解耦并提升控制鲁棒性的悬停控制方法。

4、综上,相关技术中,由于基于动态逆的悬停控制方法需大量线性化处理、作动器动态特性差异显著且控本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种倾转旋翼型短距垂直起降飞机悬停控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述短距垂直起降飞机悬停非线性动力学模型的状态包括前向速度,侧向速度、垂直速度、滚转角、俯仰角、偏航角、滚转角速率、俯仰角速率、偏航角速率中的至少之一,且控制输入包括主桨推力、右主桨推力、左尾桨推力和右尾桨推力中的至少之一。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述状态跟踪控制器为:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述神经网络设计自适应律为:

5.一种倾转旋翼型短距垂直起降飞机悬停控制装置,其特征在于,包括...

【技术特征摘要】

1.一种倾转旋翼型短距垂直起降飞机悬停控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述短距垂直起降飞机悬停非线性动力学模型的状态包括前向速度,侧向速度、垂直速度、滚转角、俯仰角、偏航角、滚转角速率、俯仰角速率、偏航角速率中的至少之一,且控制输入包括主桨推力、右主桨推力、左尾桨推力和右尾桨推力中的至少之一。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述状态跟踪控制器为:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述神经网络设计自适应律为:

5.一种倾转旋翼型短距垂直起降飞机悬停控制装置,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述短距垂直起降飞机悬停非线性动力学模型的状态包括前向速度,侧向速度、垂直速度、滚转角、俯仰角、偏航角、滚...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜智慧杨赟杰朱纪洪王向阳刘志丹许晨舟
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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