史忠科*

西北工业大学 自动化学院,西安 710072

目前,国内外很多研究工作者以飞行器作为控制方法的研究背景,很多实验室都购买了稳定性很好的四旋翼无人机以探讨飞行控制问题。同时,飞行控制的仿真研究也方兴未艾。然而,飞行安全是现代飞行控制面临的主要问题。现代战斗机为满足全包线超机动能力和高机敏性要求放宽了静稳定性,相应的不稳定和过失速机动使得飞行安全问题十分凸显；大型军用运输机在超低空重载空投过程中出现性能突变容易造成机毁人亡；民用飞机的短距起降和舰载机起飞/着舰过程中的多种因素使得飞行事故屡屡发生,固定翼或单旋翼战术无人机试验中也常常发生飞行事故。为此,本文对飞行器控制问题进行了简要综述,以便为飞行控制研究工作提供参考。

1 飞机大迎角机动对非线性控制理论的挑战

飞机大迎角飞行是现代和未来高性能飞机的重要标志。飞机在进行过失速机动时,利用大迎角下自身所受到的很大阻力,飞行员可灵活操纵飞机绕速度轴滚转,使机头快速指向任意方向,既可以获得指向优势对敌实施打击,也可以规避敌方攻击并很快转入反击,提高自身的生存能力。因此,过失速机动能力是取得空战优势的关键因素之一,也是现代和未来先进战斗机的主要特征之一。然而,飞机大迎角机动会跨越飞行安全包线,进入尾旋/偏离状态甚至导致机毁人亡。因此,对飞机大迎角特性的系统分析和控制研究,对于飞机大迎角飞行时操纵控制系统既能极大发挥战术性能,又可以确保飞行安全等有着极为重要的实际意义。……