傅　军，万　婧，艾剑良

(复旦大学 航空航天系，上海 200433)



弹性飞机阵风缓和鲁棒控制研究

傅军，万婧，艾剑良

(复旦大学 航空航天系，上海 200433)

摘要：阵风干扰一直严重影响着飞机的飞行稳定性、性能和乘坐舒适度.基于现代鲁棒控制理论，研究了在气动弹性效应影响下的飞机阵风载荷减缓控制器的设计方法.首先根据气动弹性状态空间模型得到某通用飞机在纵向平面内的运动方程.然后在Dryden阵风模型作为外界干扰输入下，对弹性飞机标称系统设计了H∞控制器，取得了良好的阵风减缓效果，使得翼尖相对位移和质心加速度的均方根分别减小了66%和23.7%，同时讨论了评价输出加权函数的选择方法.由于系统在真实的环境下会存在不确定性，结合构建的不确定模型，设计了μ综合控制器，仿真结果表明，对于H∞控制器不再适用的不确定性系统，μ控制器能够满足鲁棒稳定性和鲁棒性能.

关键词：弹性飞机； 气动弹性方程； 阵风缓和； 鲁棒控制

阵风干扰会严重影响飞机在飞行过程中的性能，降低乘坐舒适度，造成结构疲劳，减小飞机寿命.在20世纪60年代，国外就开始了飞机阵风载荷减缓控制技术的研究，然而大多数研究都集中在刚性飞机模型的控制器设计上，实际飞机结构是弹性体，特别是随着现代飞机设计中大柔性、轻结构的趋势越来越明显[1]，相应的气动弹性问题也越来越不容忽视.所以对阵风载荷减缓主动控制的进一步研究必须要考虑到飞……