陈勇, 董新民, 薛建平, 王小平, 刘勤

(空军工程大学 工程学院, 陕西 西安 710038)

多操纵面飞行器控制分配技术的发展及应用

陈勇, 董新民, 薛建平, 王小平, 刘勤

(空军工程大学 工程学院, 陕西 西安 710038)

控制分配是先进多操纵面飞行器控制理论及应用的一项关键技术。首先介绍了多操纵面布局的典型操纵面,然后从静态、动态和非线性三个方面分别论述了控制分配技术的最新研究成果,概述了航空航天领域及其他工业领域的应用情况。最后总结了控制分配的几个关键问题,讨论了今后可能的研究方向。

飞行控制系统; 多操纵面布局; 控制分配; 级联控制结构

引言

随着对飞机机动性、安全性和可靠性要求的不断提高,现代先进的气动布局常采用过驱动配置。通过各轴向设计冗余的执行机构,为飞行控制律提供多种组合方式,极大地提高了飞机故障条件下的重构能力和战场条件下的生存能力。但操纵面的增多使控制耦合度增强,执行器的非线性动态特性更为明显,如何实现指令的有效分配已经成为多操纵面飞行控制系统设计中必须首先解决的问题。

近年来,控制分配作为向冗余执行器分配控制律指令的关键技术,已受到国内外专家的广泛关注[1]。控制分配器有两个突出优点[2]:能够考虑执行器物理约束生成控制指令;操纵面故障时无需重新设计飞行控制律即可实现控制重构。

目前,控制分配技术除了在先进战斗机、客机、导弹、飞碟、飞艇、再入飞行器等航空航天领域成功应用外,还在舰船、机动车、发动机等工业领域也得到了快速发展。……