张杰, 陆宇平, 徐志晖

(1.南京航空航天大学 自动化学院, 江苏 南京 210016;2.中国人民解放军 95168部队, 广东 广州 510620)

多操纵面受限控制直接分配新算法

张杰1, 陆宇平1, 徐志晖2

(1.南京航空航天大学 自动化学院, 江苏 南京 210016;2.中国人民解放军 95168部队, 广东 广州 510620)

针对多操纵面受限控制分配问题,提出了一种新的直接分配算法——平行边搜索法。该算法通过坐标变换和投影,将n(n≥3)维目标的受限控制分配问题转化为若干2维目标的受限控制分配问题,在大大降低了计算复杂度的同时,也改进了其它直接分配算法只能分配3维目标的缺陷。此外,新算法还放宽了控制效率矩阵中任意n列向量都线性无关的条件,并且对于所有情况都能得到最优解。经仿真验证,新算法与其它控制分配算法相比,具有更小的计算复杂度和分配误差,能够满足实时性和精确性的要求。

计算复杂度; 可达力矩集; 控制分配; 飞行控制

引言

随着现代飞机在机动性、隐身性以及可靠性等方面的要求不断提高,越来越多的飞机超越了常规设计,操纵面不再局限于一个升降舵、一个方向舵和一对副翼,其数目有可能增加到十几个甚至超过二十个。多操纵面受限控制分配就是研究如何有效地分配这些控制面以获得所需要的力矩和力。

现阶段比较成熟的控制分配方法有广义逆法[1]、串接链法[1]、数学规划法[2-3]和直接分配法[4-6]。其中,直接分配法是W C Durham 教授提出的一种基于可达目标集的分配方法。该方法必须建立受限控制集到可达目标集的几何映射,并在控制的限制范围内,搜索最优控制向量,使其在期望的目标方向上获得最大的目标向量,也就是确定目标向量与可达目标集边界的交点。……