未知故障下的飞机自适应控制
2015-09-03王常虹钟佳朋伊国兴李清华奚伯齐
哈尔滨工业大学学报 2015年5期
王常虹,钟佳朋,伊国兴,李清华,奚伯齐
(哈尔滨工业大学空间控制与惯性技术研究中心,150001哈尔滨)
飞行安全一直是研究人员十分关注的问题,每年因飞机故障失控等都会带来巨大的损失.近年来,研究人员对故障状态下的飞行控制已经进行了比较深入的研究.故障状态下的飞机控制是一个十分复杂的问题,例如控制舵面故障可能会影响飞机的机动性能,同时需要非常规的控制策略[1-2],尽管可预测和可判断的故障可以通过提前预设的控制方案来补偿,但是遇到未知情况下不可预测的故障时则需要控制参数的自适应改变来控制飞机的状态.本文主要研究大型飞机动力学模型在不可预测以及未知故障情况下的飞行控制.主要考虑机体结冰以及控制舵面卡死两种情况.对于机体结冰,文献[3]给出了飞机在结冰情况下的动力学改变情况,主要体现在:1)飞机的升力系数减小;2)零界攻角减小;3)阻力系数增大;4)失速速度增大.通过飞行试验表明[4-5]:一般情况下,飞机在结冰时升力系数减小约5% ~15%,同时阻力系数增加约15% ~50%.机体结冰时,飞机无法保持原来的系统状态,需要相应的调整引擎及控制舵面的输出来调节飞机的姿态与速度保持平稳飞行.
当飞机控制舵面卡死时,如果不能及时保持飞机稳定,极易造成飞机坠毁等严重后果.对于大型飞机,主控制输入主要包括左右引擎、升降舵偏、副翼舵偏以及方向舵偏,当某一个舵面发生故……
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