縱置雙涵道式飛行器懸停控制系統設計
李明喜,項昌樂,徐 彬,苑衛松,智晉寧
北京理工大學機械與車輛學院,北京
軍事交通學院汽車工程系,天津
摘 要:涵道風扇較同樣直徑的螺旋槳能產生更大的升力,且結構緊湊、安全性高、噪音低。以此為推力裝置的可垂直起降飛行器具有良好發展前景。但其系統動力學特性是屬于多變量、強耦合的非線性系統,在控制系統的設計中必須進行良好的解耦設計。縱置雙涵道式飛行器的飛行控制系統的控制特征進行了分析,建立基本的控制系統動力學模型,利用模型跟蹤解耦自適應控制系統原理進行飛行控制系統設計,并在多域機動平臺上完成了驗證試驗,結果證明該方法有效地減小了軸間耦合,飛行器懸停狀態基本穩定。
關 鍵 詞:涵道風扇;飛行控制系統;試驗
1 引 言
涵道風扇式推力裝置可明顯的提升飛行器的垂直起降能力,涵道的存在不僅提高了螺旋槳的氣動性能,并且提高了使用安全性,與孤立螺旋槳相比,在相同功率、相同直徑時,可產生更大的拉力。因而利用縱置雙涵道作為主要推力裝置,設計可載人的具有垂直起降功能的低空飛行器,不僅具有結構緊湊、可接近距離短、機動性能良好的特性;而且推進效率高、噪音低、隱蔽性好,提高了螺旋槳使用的安全性,因而具有較強的適應能力,應用范圍廣泛。由于該飛行器系統屬于多變量、強耦合的時變非線性系統,其控制系統的設計具有一定的挑戰性,本文著重分析其懸停狀態下的系統響應特征,完成控制系統的設計和試驗驗證。
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