基于改进不动点的多操纵面飞机重构控制分配
2012-07-25池程芝章卫国高亚奎刘小雄张竞凯
飞行力学 2012年6期
池程芝,章卫国,高亚奎,2,刘小雄,张竞凯
(1.西北工业大学自动化学院,陕西西安 710072;2.中航工业西安飞机设计研究所总师办,陕西西安 710089)
引言
在航空航天领域中,越来越多的飞行器由于多操纵面以及推力矢量技术的应用,具备了较多的气动控制余度,飞行器操纵面的控制方式和组合方式也不再唯一[1],这使得控制系统的设计难度和复杂性大大增加,但也给重构飞行控制带来了冗余性。控制分配通过合理、有效地分配多种操纵面,使飞机能够适应不同的飞行条件和完成不同的飞行任务,实现不同的飞行控制系统性能目标;同时在飞机操纵面发生故障的情况下,仍然能够通过对剩余多操纵面的重新协调分配来实现控制飞机运动,保持飞机的正常动态性能,提高飞机对故障及损伤的鲁棒性。该技术是解决冗余控制量最优分配的有效方法,已被广泛应用于先进战斗机、民用客机、导弹、航天器等领域[2]。
在控制分配的几类方法[3]中,伪逆法具有计算量小和易于实现等优点,但没有考虑操纵面的饱和(位置和速率)约束限制。近年来的研究热点越来越集中于考虑操纵面饱和约束的情况[4-5]。不动点迭代是一种基于二次规划的控制分配方法,在多操纵面飞机的控制分配问题中应用较多,且已取得了良好的效果[6-7]。但是,考虑到飞控系统对控制分配尤其是容错重构控制分配算法的实时性要求,有必要对不动点迭代的快速改进方法进行研究。……
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