多操纵面飞机的一种均衡操纵分配方法组成比例

技术编号:7057347 阅读:264 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提出的多操纵面飞机的一种均衡操纵分配方法,主要包括:将多操纵面的控制分配问题转化为虚拟操纵面与真实操纵面的等效控制问题、确定对真实操纵面进行标陈化及控制效率均衡分配的基本方法、将真实操纵面分类、进行标陈化并按照标陈化控制效率的绝对值排序、确定虚拟操纵面的主导控制效率、将标陈化操纵面分级、计算分配系数等几个步骤。本发明专利技术将多操纵面的控制等效为特定控制效率及偏转范围限制的虚拟操纵面的控制,简化了控制律设计,避免了操纵面角速率超限的问题,加权均衡分配矩阵计算简便,综合考虑了操纵面的偏转范围、控制效率、控制级别、权限系数,充分利用了有效操纵面,有效避免了某些操纵面负担过多的控制效率而引起的饱和。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞行控制领域,具体涉及。
技术介绍
传统的飞机往往采用副翼产生滚转运动,方向舵产生偏航运动,升降舵产生俯仰运动。为了提高机动性能及可靠性,当今的飞机往往采用多操纵面布局。例如,美国先进战斗机YF-22有12个独立的操纵面(平尾、副翼、方向舵、襟副翼、前缘襟翼、俯仰推力矢量各两个操纵面)。由于产生滚转、偏航及俯仰力矩的操纵面不唯一,多操纵面布局提高了飞机操纵的灵活性及飞机的控制余度,从而增强了飞行的控制性能及安全性能。多操纵面的冗余及不同操纵面间的耦合给飞行员的驾驶和飞机自动驾驶仪的控制律设计带来很大的难度,需要设计一种分配方法将控制指令分配到各个操纵面。当前许多操纵面的控制分配方法是将多操纵面的控制分配问题归结为等效期望力矩的概念,即在操纵面的偏转范围及角速率限制下,根据控制效率矩阵来求解所有操纵面的偏转角,使得操纵面在该偏转角下产生的力矩等于期望力矩。工程上对于多操纵面的控制分配往往采用串接链式分配方法,该方法是将操纵面进行分组,不同组的操纵面对应不同的优先级,优先级高的操纵面首先分担期望力矩,当该组中某些操纵面的偏转角达到门限值时依次启用下一优先级的操纵面。串接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多操纵面飞机的一种均衡操纵分配方法,其特征在于:包括以下几个步骤:步骤一:将多操纵面的控制分配问题转化为虚拟操纵面与真实操纵面的等效控制问题:飞机的n个真实操纵面组成真实操纵面矢量U=[u1 u2 …ui …un-1 un]′,其中ui表示第i个真实操纵面,真实操纵面偏转角矢量为δ=[δ1 δ2 …δi …δn-1 δn]′,其中δi表示第i个真实操纵面的偏转角,且控制效率矩阵为***其中,(i=1,2,…,n-1,n)表示第i个真实操纵面ui的控制效率矢量,且***分别表示第i个真实操纵面ui的滚转控制效率、偏航控制效率、俯仰控制效率,且第i个真实操纵面ui(i=1,2,…,n-1,n)...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘智王勇
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:11

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